NO 2 - Curso e Colégio Acesso

EQUILÍBRIO QUÍMICO
Prof. Mano

INTRODUÇÃO
a) A queima de um palito de fósforo ocorre até que o
reagente seja totalmente consumido.
Reações assim são consideradas irreversíveis.
b) No entanto existem sistemas em que as reações ocorrem
simultaneamente nos dois sentidos, direto e inverso.
Sistemas assim são denominados reversíveis.
c) Representação desse sistema:
d) Ocorre tanto em processos físicos como em químicos.

H 2 O (liquida)
vd
vi
H 2 O (vapor)
vd = Velocidade Direta
vi = Velocidade Inversa
No equilíbrio temos: vd = vi

REAÇÕES REVERSÍVEIS
Reação reversível é aquela que ocorre simultaneamente
nos dois sentidos, direto e inverso.
O equilíbrio é atingido por um sistema FECHADO quando a
velocidade da reação direta e inversa igualam-se, mas suas
propriedades macroscópicas permanecem constantes.
1
N 2 O 4 (g)
incolor
2
2NO 2 (g)
castanho
1 = reação direta
2 = reação inversa

GRÁFICOS
Velocidade x tempo
vd = vi
Equilíbrio
As concentrações molares dos reagentes e produtos
permanecem constantes quando o equilíbrio químico é
atingido e as velocidades direta e inversa são iguais

Concentração x tempo
N 2 O 4 (g)
2NO 2 (g)
[N 2 O 4 ] > [NO 2 ] ou [R] > [P] [N 2 O 4 ] = [NO 2 ] ou [R] = [P]
[N 2 O 4 ] < [NO 2 ] ou [R] < [P]

CONSTANTE DE EQUILÍBRIO (Kc) EM FUNÇÃO
DAS CONCENTRAÇÕES MOLARES DOS
PARTICIPANTES DA REAÇÃO
aA + bB
v d = k d [A] a . [B] b
vd
vi
cC + dD
v i = k i [C] c . [D] d
No equilíbrio, igualamos vd = vi, temos
k d [A] a . [B] b = k i [C] c . [D] d
k d = [C] c . [D] d
k i [A] a . [B] b
Kc = [C] c . [D] d
[A] a . [B] b
= [Produtos]
[Reagentes]

EQUILÍBRIO HETEROGÊNIO
Só fazem parte de Kc as substâncias nas fases gasosa ou
solução aquosa. A concentração em mol/L de um sólido e
da água líquida é constante e seu valor é incluído no
próprio valor de Kc, não havendo sentido em colocá-los
na expressão de Kc.
A (s) + 2BC (aq) AC 2(g) + B 2(s)
Kc = [AC 2 ]
[BC] 2
2H 2(g) + 1O 2(g) 2H 2 O (l) Kc = _1___
[O 2 ] [H 2 ] 2 exercícios

ATIVIDADES
1. Escreva as expressões de Kc para as reações:
a) 2 SO 2 (g) + O 2 (g) ↔ 2 SO 3 (g)
b) N 2 (g) + 3 H 2 (g) ↔ 2 NH 3 (g)
c) Fe 2 O 3 (s) + 3 CO(g) ↔ 2 Fe(s) + 3 CO 2 (g)
d) C 12 H 22 O 11 (aq) + H 2 O(l) ↔ 2 C 6 H 11 O 6 (aq)
e) CaO(s) + CO 2 (g) ↔ CaCO 3 (s)

2. (FAAP-SP) Atualmente o processo industrial
utilizado para a fabricação de H 2 SO 4 é o
chamado “processo de contato”. Nesse processo
o enxofre é queimado originando SO 2 (g). Este gás,
juntamente com o O 2 (g) é introduzido num conversor
catalítico, quando ocorre a reação dada. Supondo que
o espaço livre do conversor seja de 100 litros e nele
estejam confinados (em equilíbrio) 80 mol de SO 2 (g),
120 mol de O 2 (g) e 200 mol de SO 3 (g), sob dadas
condições de pressão e temperatura.
Qual o valor de Kc para esta reação:
2 SO 2 (g) + 1 O 2 (g) ↔ 2 SO 3 (g)

3. Temos representadas no gráfico as concentrações
dos reagentes e produtos de uma reação
do tipo: A + B ↔ C + D. Ocorrendo no sentido
direto a partir do tempo zero.
Tem-se [A] = [B] e [C] = [D], estando estes valores
representados no gráfico. Determine Kc.

4. (Odonto-Diamantina-MG) Com base no gráfico
a seguir, determine o tempo inicial em que
o equilíbrio é atingido e o valor da constante de
equilíbrio para a reação: A + B ↔ 2X + 2Y.

Considere a reação:
INTERPRETAÇÃO DO VALOR DE Kc
NO EQUILÍBRIO
2NO (g) + O 2(g)
2NO 2(g)
Kc = ___[NO 2 ] 2 __
[NO] 2 . [O 2 ]
Se Kc > 1, concentração dos produtos é maior que a dos
reagentes. Favorece a reação direta (vd).
Se Kc < 1, concentração dos reagentes maior que a dos
produtos. Favorece a reação inversa (vi).

CONSTANTE DE EQUILÍBRIO EM TERMOS
DE PRESSÃO PARCIAL DE UM GÁS: Kp
Devem ser representados apenas componentes gasosos
2CO (g) + O 2(g)
2CO 2(g)
Kp = __(pCO 2 ) 2 ___
(pCO) 2 . (pO 2 )
C (s) + O 2(g) CO 2(g)
Kp = (pCO 2 )
(pO 2 )

RELAÇÃO MATEMÁTICA ENTRE Kc e Kp
Kp = Kc (RT) ∆n
R = 0,082 atm . L . mol - ¹ . K - ¹
T = temperatura em Kelvin (K)
∆n = n° mols dos produtos – n° mols dos reagentes
Quando ∆n = 0
Temos: H 2(g) + Cl 2(g) 2HCl (g)
Kp = Kc (RT) ∆n
Kp = Kc (RT) 0
Kp = Kc

OBSERVAÇÕES GERAIS
a) Na expressão do Kc NÃO podem ser representados os
componentes sólidos e H 2 O (líquida).
b) Na expressão do Kp, só devem ser representados
componentes gasosos.
c) A relação entre Kp e Kc é dada pela equação:
Kp = Kc (RT) ∆n
d) Tanto Kc como Kp só variam com a TEMPERATURA

DESLOCAMENTO DO
EQUILÍBRIO QUÍMICO

DESLOCAMENTO DE EQUILÍBRIO
PRINCÍPIO DE CHATELIER
Um sistema em equilíbrio pode ser deslocado no sentido:
Reagentes
Produtos
PRINCÍPIO DE CHATELIER
Quando se exerce uma ação sobre um sistema em
equilíbrio, este se desloca no sentido de fugir da
força aplicada.

FATORES QUE DESLOCAM O EQULÍBRIO
1. Temperatura
2. Pressão
3. Concentração

INFLUÊNCIA DA VARIAÇÃO DE PRESSÃO
Pressão
Volume
Pressão
Volume
Aumento da pressão desloca o equilíbrio para
o lado de MENOR volume gasoso

Aumento da pressão desloca o equilíbrio
para o lado de MENOR volume
N 2(g) + 3H 2(g) ⇔ 2 NH 3(g)
4 mol
4 volumes
4 x 22,4 L
2 mol
2 volumes
2 x 22,4 L
Diminuição da pressão desloca o equilíbrio
para o lado de MAIOR volume

N 2(g) + 3H 2(g) ⇔ 2 NH 3(g)
A Amônia é fabricada pela reação acima, porém seu
rendimento (Kc) é muito baixo e para aumentar o
rendimento desta reação de síntese (formação) por meio
do aumento da pressão.
Nas indústrias utiliza-se pressão de
200 atmosferas

OBSERVAÇÕES:
1. A variação de pressão NÃO tem influência sobre
sistemas NÃO GASOSOS
Diminuição da pressão desloca o equilíbrio
para o lado de MAIOR volume
CaCO 3(s) ⇔ CaO (s) + CO 2(g)
1 mol
0 volume
2 mol
1 volume
Aumento da pressão desloca o equilíbrio
para o lado de MENOR volume

Diminuição da pressão desloca o equilíbrio
para o lado de MAIOR volume
C (s) + H 2 O (g) ⇔ CO (g) + H 2(g)
2 mol
1 volume
2 mol
2 volumes
Aumento da pressão desloca o equilíbrio
para o lado de MENOR volume

2. A variação de pressão NÃO tem influência sobre
sistemas que ocorrem SEM variação do volume
H 2(g) + I 2(g ⇔ 2HI (g)
2 mol
2 volumes
2 mol
2 volumes
Aumento ou diminuição na pressão NÃO desloca o equilíbrio,
pois os volumes gasosos são IGUAIS.

Fe 2 O 3(s) + 3CO (g)
4 mol
3 volumes
⇔ 2FeO (s) + 3CO 2(g)
5 mol
3 volumes
Aumento ou diminuição na pressão NÃO desloca o
equilíbrio, pois os volumes gasosos são IGUAIS

INFLUÊNCIA DA VARIAÇÃO
DE TEMPERATURA
Um aumento de temperatura desloca o equilíbrio no
sentido da reação endotérmica.
Uma diminuição da temperatura desloca o equilíbrio
para o lado da reação exotérmica.
(Lei de Van’t Hoff).

Diminuição da temperatura desloca
o equilíbrio para o lado em que a reação
libera calor (EXOTÉRMICO)
2 H 2(g) + O 2(g) ⇔ 2H 2 O (g) ∆H = –285 kJ
Aumento da temperatura desloca
o equilíbrio para o lado em que a reação
absorve calor (ENDOTÉRMICO)

INFLUÊNCIA DA VARIAÇÃO
DA CONCENTRAÇÃO
Um aumento de concentração de uma
das substâncias em equilíbrio, desloca o equilíbrio
para o lado que consome a substância adicionada.
Uma diminuição de concentração de uma substância
em equilíbrio, desloca o equilíbrio para o
lado que produz essa substância.

A + B ⇔
C + D
[A] e/ou [B]
Desloca o equilíbrio
no sentido direto
[A] e/ou [B]
Desloca o equilíbrio
no sentido inverso

A + B ⇔
[C] e/ou [D]
C + D
Desloca o
equilíbrio no
sentido inverso
[C] e/ou [D]
Desloca o
equilíbrio no
sentido direto

Hemoglobina + O 2 ⇔ oxi-hemoglobina
Em grandes altitudes a concentração de oxigênio é menor.
Isto acarreta desconfortos aos atletas que se deslocam de
uma região como o Brasil para a Bolívia, pois a falta de
oxigênio provoca um deslocamento do equilíbrio na reação
acima, para o lado esquerdo, diminuindo a concentração
de oxi-hemoglobina no sangue, que é responsável pelo
transporte de oxigênio para as células do nosso
organismo.
[O 2 ]
Desloca o equilíbrio
no sentido inverso,
para repor O 2 .

Catalisadores: São substâncias que aceleram
uma reação, diminuindo o tempo para que o equilíbrio
seja alcançado, MAS NÃO DESLOCAM O EQUILÍBRIO.
Diminuem a energia de ativação nos dois sentidos
(direto e inverso), aumentando igualmente a velocidade nos dois sentidos
Ea sem
catalisador
∆Ea
Ea com
catalisador
∆H