ALQ1.3 - Efeito da variação de temperatura e da variação de concentração na progressão global de uma reação A situação de equilíbrio de um sistema químico pode alterar-se quando lhe provocamos uma perturbação: A. variação da temperatura; B. variação da concentração de um componente do sistema; C. variação da pressão (componentes em fase gasosa).
Influência da variação de temperatura A influência da variação da temperatura num sistema em equilíbrio baseia-se no princípio de Le Chatelier: Quando se aumenta a temperatura de um sistema em equilíbrio, o sistema vai reagir de modo a consumir a energia que lhe é fornecida. Assim, o sistema vai evoluir no sentido da reação endotérmica. Quando se diminui a temperatura de um sistema em equilíbrio, a energia do sistema diminui. O sistema vai reagir de modo a aumentar essa energia, o que significa que vai evoluir no sentido da reação exotérmica.
Influência da variação de temperatura Num sistema em equilíbrio se a reação direta for endotérmica, a reação inversa é exotérmica: Reação exotérmica (sentido inverso) A + B C + D ΔH >0 Reação endotérmica (sentido direto)
Influência da variação de concentração Se a um sistema reacional em equilíbrio se adicionar ou remover algum reagente ou produto da reação, o equilíbrio é perturbado. Assim, Quando se adiciona um reagente ou produto, o sistema evolui no sentido de consumir parcialmente a substância adicionada; Quando se remove um reagente ou produto, o sistema evolui no sentido de os repor parcialmente.
Objetivo Esta atividade tem como objetivo provocar estas alterações a um sistema químico em equilíbrio e tirar conclusões em relação ao modo como o sistema evolui.
Questões-problema 1. A reação descrita pela equação química seguinte é endotérmica ou exotérmica? (PARTE I) [Co(H 2 O) 6 ] 2+ (aq) + 4 Cl - (aq) [CoCl 4 ] 2- (aq) + 6 H 2 O(l) Rosa Azul 2. Qual o efeito da variação da concentração das espécies presentes no equilíbrio? (PARTE II)
Questões pré-laboratoriais 1. O aumento de temperatura num sistema onde ocorre a reação A + B C + D favorece a formação de C e D. Esta reação será exotérmica ou endotérmica? 2. Se tivermos um sistema reacional em fase líquida, que procedimentos devemos efetuar no laboratório para: a) diminuir a sua temperatura? b) aumentar a sua temperatura?
Procedimento: 1 Encha parcialmente com água os dois copos de precipitação maiores. 2 Coloque um deles numa placa de aquecimento até obter água quente e sem deixar entrar em ebulição. No outro coloque algumas pedras de gelo. 3 Coloque um pouco de solução de Cloreto de cobalto II hexa-hidratado num tubo de ensaio. 4 Coloque o tubo de ensaio, alternadamente, no banho de água quente e no banho de gelo. 5 Registe as variações de cor da solução.
Questões pós-laboratoriais 1. Dê resposta à questão-problema 1., fundamentando a sua resposta. 2. Após uma variação de temperatura, o sistema chega a um novo estado de equilíbrio. Essa variação tem alguma influência no valor da constante de equilíbrio? Justifique.
Influência da concentração num sistema em equilíbrio Questões pré-laboratoriais 1. Tome conhecimento dos perigos das seguintes substâncias: cloreto de cobalto, ácido clorídrico concentrado e ácido sulfúrico concentrado. 2. Qual será o efeito sobre o equilíbrio da adição de água? Qual será a cor final da solução? 3. O ácido clorídrico contém iões Cl -. Qual será o efeito sobre o equilíbrio da adição de ácido clorídrico? Qual será a cor final da solução? 4. Que iões origina o cloreto de sódio quando é dissolvido em água? Qual será o efeito sobre o equilíbrio quando se adiciona cloreto de sódio? Qual será a cor final da solução? 5. Os ácidos concentrados são agentes desidratantes. O que significa isso? Qual será o efeito sobre o equilíbrio da adição de ácido sulfúrico concentrado? Qual será a cor final da solução?
Influência da concentração-sistema em equilíbrio Procedimento: 1. Numere as cavidades da placa de microanálise da seguinte maneira: 2. Adicione a cada uma das porções 1 ou 2 gotas de solução de cloreto de cobalto (use sempre o mesmo número de gotas). 3. Em A 2, A 3 e A 4 adicione, com um conta-gotas, 2, 4 e 6 gotas de água respetivamente. 4. Em B 2, B 3 e B 4 adicione, com um conta-gotas, 1, 2 e 3 gotas de ácido clorídrico, respetivamente. 5. Em C 2, C 3 e C 4 adicione, com uma micro espátula, 1, 2 e 3 porções de cloreto de sódio, respetivamente. 6. Agite com um palito de madeira, trocando de palito sempre que muda de posição. 7. Efetue um registo cuidadoso das cores apresentadas em cada uma das posições observadas.
Registo de resultados Alteração Adição de água Adição de ácido sulfúrico concentrado Adição de cloreto de sódio Cor do sistema A cor Rosa intensifica-se A cor Azul intensifica-se A cor Azul intensifica-se
Questões pós-laboratoriais 1. Interprete os dados obtidos, verificando se concordam com as previsões efetuadas na secção pré-laboratorial. 2. Para que servem as posições da coluna 1? Por que motivo nunca lhes foi adicionado outro reagente, além da solução de cloreto de cobalto? 3. O ácido clorídrico concentrado tem um duplo efeito sobre o equilíbrio estudado. Comente esta afirmação.