EQUILÍBRIO QUÍMICO MOLECULAR

EQUILÍBRIO QUÍMICO MOLECULAR Profº Enéas Torricelli 1

Equilíbrio químico é uma reação reversível na qual a velocidade da reação direta é igual à da reação inversa e, conseqüentemente, as concentrações de todas as substâncias participantes permanecem constantes. Profº Enéas Torricelli 2

Equilíbrio homogêneo: Todos os participantes encontram-se em uma mesma fase. Exemplo: N 2 O 4 2NO(g) Todos os participantes estão na fase gasosa. Profº Enéas Torricelli 3

Equilíbrio heterogêneo: Os participantes estão em mais de uma fase. Exemplo: C(s) + CO 2 (g) 2CO(g) Neste exemplo encontramos uma fase sólida e uma gasosa. CaCO 3 (s) CaO(s) + CO 2 (g) Neste caso temos duas fases sólidas e uma gasosa. Profº Enéas Torricelli 4

Em qualquer caso, a reação inicial tem velocidade máxima, a qual vai diminuindo com o tempo. A reação contrária surge, então, com velocidade inicial nula, a qual vai aumentando até se IGUALAR à outra, isto é, atinge-se o equilíbrio químico. Importante! As reações inversas continuam a ocorrer e com a mesma velocidade, resultando em uma situação estática, pois as concentrações dos participantes não mudam. Profº Enéas Torricelli 5

Graficamente temos: Profº Enéas Torricelli 6

Constantes do equilíbrio Exemplo: aa + bb cc + dd [C] c. [D] d (Produtos) Kc = ------------------ [A] a. [B] b (Reagentes) Em termos de concentração Unidade: mol/l Importante! No kc não entra sólido. Profº Enéas Torricelli 7

Exemplo: aa + bb cc + dd (C) c. (D) d (Produtos) Kp = ------------------ (A) a. (B) b (Reagentes) Em termos de pressão Unidade: atm Importante! No kp só entra gás. Profº Enéas Torricelli 8

Importante! Kc não varia com a concentração nem com a pressão, mas varia com a temperatura. Quanto maior o Kc, maiores são as concentrações dos produtos em relação às dos reagentes, no equilíbrio. Quanto menor o Kc, menores são as concentrações dos produtos em relação às dos reagentes, no equilíbrio. Profº Enéas Torricelli 9

Fatores que alteram o equilíbrio de uma reação Temperatura Pressão Concentração Profº Enéas Torricelli 10

Concentração O aumento da concentração de um participante o equilíbrio se desloca na direção do seu consumo, isto é, para o lado oposto do que foi adicionado. Profº Enéas Torricelli 11

Pressão O aumento da pressão desloca para o lado de menor volume gasoso. A diminuição da pressão desloca para o lado de maior volume gasoso. Profº Enéas Torricelli 12

Temperatura O aumento da temperatura desloca no sentido endotérmico. A diminuição da temperatura desloca no sentido exotérmico. Profº Enéas Torricelli 13

Catalisador Não desloca o equilíbrio, apenas faz com que cheguemos mais rapidamente a ele. Profº Enéas Torricelli 14

É um caso particular de equilíbrio químico em que constamos a presença de íons. Exemplo: HCN H + + CN - NH 4 OH NH 4 + + OH - Equilíbrio Iônico A constante de equilíbrio para os equilíbrios representados acima é chamada de constante de ionização. Profº Enéas Torricelli 15

Quando for um ácido, a constante também será chamada de constante de dissociação ácida, representada por K a, e, quando for uma base, será chamada constante de basicidade, representada por K b. Portanto,para os equilíbrios representados acima, podemos escrever: K a = [H + ]. [CN - ] K b = [NH 4+ ]. [OH - ] [HCN] [NH 4 OH] Profº Enéas Torricelli 16

O grau de ionização ou grau de dissociação iônica, para as reações acima representadas, pode ser definido dessa forma: α = quantidade de mols ionizados quantidade de mols inicial A constante de ionização e o grau de ionização são associados à força ácida.quanto maior for o valor da constante de ionização ou o grau de ionização de um ácido, maior será a força desse ácido e vice-versa. Profº Enéas Torricelli 17

LEI DE DILUIÇÃO DE OSTAWALD É uma expressão matemática que relaciona a constante de ionização (K i ) com o grau de ionização (α) e a concentração molar (M) de uma solução de ácido ou base. α = ioniza início α = ioniza M Ioniza = M. α K a = M. α 2 K i = M. α 2 1-α Profº Enéas Torricelli 18

ph e poh É uma maneira prática de indicar a acidez ou a basicidade de uma solução. Usando logaritmos, Sorensen estabeleceu o potencial hidrogeniônico (ph) e o potencial hidroxiliônico (poh). Profº Enéas Torricelli 19

Profº Enéas Torricelli 20

Produto Iônico da água Profº Enéas Torricelli 22

Essa constante é chamada de produto iônico da água e é simbolizado por Kw ( o índice w vem da palavra water). Kw = [H + ]. [OH - ] O valor de Kw foi determinado experimentalmente e a 25ºC apresenta o valor de 1,00. 10-14. A equação fica assim representada : [H + ]. [OH - ] = 1,0. 10-14 a 25º C A analisando a equação acima, podemos dize que quanto maior a concentração de H +, menor a concentração de OH - e vice-versa. Profº Enéas Torricelli 23

Meio Neutro Profº Enéas Torricelli 24

Meio Ácido [H + ] > 10-7 [OH - ] < 10-7 ph < 7 poh > 7 Profº Enéas Torricelli 25

Meio Básico [H + ] < 10-7 [OH - ] > 10-7 ph > 7 poh < 7 Profº Enéas Torricelli 26

Fenolftaleína Profº Enéas Torricelli 33

Produto de solubilidade Produto de solubilidade é a constante de equilíbrio de uma solução de um eletrólito pouco solúvel. Profº Enéas Torricelli 34

Exemplo: CaCO 3 Ca 2+ + CO 3 2 Profº Enéas Torricelli 35