Equilíbrios Químicos
Aulas 44 e 45
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Conceito de equilíbrio químico
Primeira experiência
N2O4(g)
incolor

2NO2(g)
castanho
Análise microscópica
N2O4(g)
incolor

2NO2(g)
castanho
Verificamos que 1 mol de N2O4 se decompõe em 2
mols de NO2, porém a reação não se completa, ou
seja nem todo N2O4 foi consumido na reação. Isso
foi comprovado por uma análise química que
verificou que após um determinado tempo restam
ainda concentração de N2O4 = 0,74 mol/L além da
concentração de NO2 = 0,52 mol/L
Segunda experiência
2NO2(g) 
castanho
N2O4(g) )
incolor
Análise microscópica
2NO2(g) 
castanho
N2O4(g) )
incolor
Inicialmente a coloração castanha intensa vai
diminuindo gradualmente, sem, no entanto,
desaparecer por completo (incolor), como se esperava
já que a reação produz N2O4 que é incolor.
A partir de um determinado tempo, verifica-se que a
coloração permanece constante, comprovado através
de análise experimental que ainda restam NO2, com
uma concentração = 0,52 mol/L e existe também como
produto o N2O4 com concentração = 0,74 mol/L
Análise gráfica das Experiências
Experiência 1
Experiência 2
Se compararmos os resultados das duas experiências, vamos
chegar a conclusão de que, à temperatura de 100 ºC, tanto o
sistema contendo 1 mol de N2O4 (experiência 1), quanto
aquele formado por 2 mol de NO2 (experiência 2) caminham
espontaneamente para uma situação final em que existem
0,74 mol/L de N2O4 e 0,52 mol/L de NO2.
Em outras palavras nem a reação direta N2O4  2NO2,
nem a reação inversa, 2NO2  N2O4, se processam
completamente. Ambas parecem estar num ponto
intermediário, que é denominado situação de
EQUILÍBRIO QUÍMICO
Definição de Equilíbrio Químico
 Equilíbrio
químico é a situação na
qual as concentrações dos participantes
da reação não se alteram, pois as
reações direita e inversa estão
processando com velocidades iguais. É
uma situação de equilíbrio dinâmico.
aA + bB  cD + dD
N2O4  2NO2
Equacionando matematicamente o
equilíbrio químico
N2O4  2NO2
reação direita: v1 = K1 · [N2O4]
reação inversa: v2 = k2 · [NO2]2
igualando v1
e
v2
k1 · [N2O4] = k2 · [NO2]² 
k1
k2
Constante
de equilíbrio
Kc
= [NO2]²
[N2O4]
N2O4 ↔ 2NO2
Kc = [NO2]²
[N2O4]
Kc é a constante de equilíbrio
Início
[N2 O4 ] i
No equilíbrio
[NO2 ]²eq
(mol)/L [NO2 ]i (mol)/L [N2 O4 ]eq (mol)/L [NO2 ]eq (mol)/L [N2 O4 ]eq
1
2
3
0
0
0
1
1
2
0
0
0
1
2
3
1
2
2
0,74
1,62
2,52
0,33
0,74
1,18
1,18
1,62
2,52
0,52
0,76
0,96
0,34
0,52
0,65
0,65
0,76
0,96
Dados para equilíbrio N2O4 ↔ 2NO2 à
temperatura fixa de 100 ºC
0,36
0,36
0,36
0,36
0,36
0,36
0,36
0,36
0,36

A constante de equilíbrio para uma reação,
numa certa temperatura, não depende das
concentrações iniciais de reagentes e
produtos.
 A expressão da constante de equilíbrio em
função das concentrações é definida como
sendo a multiplicação das concentrações
molares dos produtos divida pela dos
reagentes, todas elevadas aos respectivos
coeficientes estequiométricos.
aA + bB ↔ cC + dD
Reagentes
Produtos
Kc = [C]c · [D]d
[A]a · [B]b
H2(g) + I2(g) ↔ 2HI(g)
Kc = __[HI]²
[H2] . [I2]
2NH3(g) ↔ N2(g) + 3H2(g)
Kc = [N2] . [H2]3
[NH3(g)]2
Quando no equilíbrio há participantes sólidos, estes não
aparecem na expressão da constante de equilíbrio.
CO2(g) + C(s) ↔ 2CO(g)
Kc = [CO]2
[CO2]
3Fe(s) + 4H2O(g) ↔ Fe3O4(s) + 4H2(g)
Kc = [H2]4
[H2O]4
Espontaneidade de uma reação
 Vamos
tomar dois exemplos de equilíbrio
químico e suas constantes de equilíbrio a
25 ºC
H2 + Cl2 ↔ 2HCl
Kc = 3,8 · 10³³ =
[HCl]²
[H2]· [Cl2]
N2 + O2 ↔ 2NO
Kc = 1,0 · 10-30
= [NO]²
[N2] · [O2]
Uma reação é tanto mais favorecida,
mais COMPLETA (mais espontânea) a
uma certa temperatura quanto maior
for o valor da sua constante de
equilíbrio nessa temperatura, ou seja,
existirá mais produto que reagente.
Quanto maior ao valor de Kc, mais completa é
a reação no sentido reagentes  produtos e
vice-versa
Grau de equilíbrio (α)
N2O4(g)
incolor
1,00 mol de N2O4
Início


2NO2(g)
castanho
0,74 mol de N2O4
Equilíbrio
α = número de mols que reagiram até atingir o equilíbrio
número de mols iniciais de reagentes
No exemplo em questão
α = número de mols que reagiram = 0,26 = 0,26 x 100 = 26%
número de mols iniciais
1,00