SUMÁRIO - DESLOCAMENTO DO EQUILÍBRIO QUÍMICO

Prévia do material em texto

1 ALGETEC – SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS EM EDUCAÇÃO 
CEP: 40260-215 Fone: 71 3272-3504 
E-mail: contato@algetec.com.br | Site: www.algetec.com.br 
 
LABORATÓRIO DE TRANSFORMAÇÕES QUÍMICAS 
DESLOCAMENTO DO EQUILÍBRIO QUÍMICO 
 
DESLOCAMENTO DO EQUILÍBRIO 
QUÍMICO 
 
 
 
O equilíbrio é um estado em que não há alterações observáveis ao longo do 
tempo. Quando uma determinada reação química atinge o estado de equilíbrio, as 
concentrações dos reagentes e dos produtos permanecem constantes ao longo do 
tempo e não há variações visíveis no sistema. No entanto, a atividade em nível molecular 
é grande pois as moléculas de reagente continuam a dar origem a moléculas de produto 
e vice-versa. O equilíbrio químico é um processo dinâmico. Na figura 1, a linha tracejada 
indica o ponto em que uma reação alcançou o equilíbrio reacional. Neste ponto, a 
velocidade da reação direta e a inversa são as mesmas, exibindo uma concentração 
constante de reagentes e produtos depois de um certo tempo de reação, caracterizando 
assim o equilíbrio químico. 
 
 
Figura 1 – Variação da concentração dos reagentes e produtos em função do tempo. 
 
Como no equilíbrio químico não há alterações nas concentrações dos reagentes 
e dos produtos, a razão entre eles é constante. Deste modo, obtemos uma constante de 
equilíbrio (K), que é definida por um quociente, cujo numerador é o produto das 
mailto:contato@algetec.com.br
 
 
2 ALGETEC – SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS EM EDUCAÇÃO 
CEP: 40260-215 Fone: 71 3272-3504 
E-mail: contato@algetec.com.br | Site: www.algetec.com.br 
 
LABORATÓRIO DE TRANSFORMAÇÕES QUÍMICAS 
DESLOCAMENTO DO EQUILÍBRIO QUÍMICO 
concentrações de equilíbrio dos produtos da reação, cada uma elevada a um expoente 
igual ao respectivo coeficiente estequiométrico da equação balanceada. Observe na 
equação representativa, as letras minúsculas a, b, c e d, correspondem aos coeficientes 
estequiométricos. As letras maiúsculas A, B, C e D são os reagentes e produtos da 
reação. 
 
aA + bB cC + dD 
 
Assim, temos a equação de equilíbrio da reação representativa (relação entre os 
produtos e reagentes da equação química). 
 
𝐾 =
𝐶𝑐𝐷𝑑
𝐴𝑎𝐵𝑏
 
 
O valor da constante de equilíbrio diz se uma reação de equilíbrio favorece a 
formação de produtos ou de reagentes. Se K for muito maior do que 1, o equilíbrio se 
deslocará para a direita, favorece a formação de produtos. Inversamente, se a constante 
de equilíbrio for muito menor do que 1, o equilíbrio se deslocará para a esquerda, 
favorecendo a formação de reagentes. 
As concentrações de reagentes e produtos podem ser expressas em diferentes 
unidades e, como os tipos de reagentes nem sempre estão na mesma fase, há mais de 
uma maneira de expressar a constante de equilíbrio da mesma reação. Quando os 
reagentes estão na mesma fase, ele é conhecido como equilíbrio homogêneo. Neste 
caso, todas as espécies envolvidas se encontram na mesma fase. É comum não incluir 
unidades na constante de equilíbrio. Em termodinâmica, a constante de equilíbrio é 
definida em termos de atividades em vez de concentrações. Em um sistema ideal, a 
atividade de uma substância é a razão da sua concentração (ou pressão parcial) para um 
valor padrão, que é 1 mol/L (ou 1 atm). Este procedimento elimina todas as unidades, 
mas não altera os valores numéricos da concentração ou pressão. Consequentemente, 
K não tem unidades. Portanto, a constante de equilíbrio pode ser expressa de Kc e Kp. 
mailto:contato@algetec.com.br
 
 
3 ALGETEC – SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS EM EDUCAÇÃO 
CEP: 40260-215 Fone: 71 3272-3504 
E-mail: contato@algetec.com.br | Site: www.algetec.com.br 
 
LABORATÓRIO DE TRANSFORMAÇÕES QUÍMICAS 
DESLOCAMENTO DO EQUILÍBRIO QUÍMICO 
Sendo Kc as relações em mol/L e Kp em relação as pressões dos gases em atm no 
equilíbrio. 
Como exemplo, temos: 
 
2NO (g) + O2(g) 2NO2(g) 
 
Assim, a constante de equilíbrio pode ser expressa em relação a Kc e/ou Kp. 
 
Kc = [NO2]2/[NO].[O2] ou Kp = P2NO2/PNO.PO2 
 
Como as pressões são comumente expressas em atm, a constante dos gases R é 
dada por 0,0821 L.atm/K.mol e podemos escrever a relação entre Kc e Kp, como: 
 
Kp = Kc (0,0821.T)n 
 
De modo geral, Kp≠Kc exceto no caso especial em que n = 0. Isso acontece, 
quando o somatório dos coeficientes estequiométricos dos produtos é igual ao 
somatório dos coeficientes estequiométricos dos reagentes. Por exemplo: 
 
H2(g) + Cl2(g) 2HCl (aq) 
 
Neste caso, a variação do número de mols é igual a zero. n=nreagentes-nprodutos= 
2-2=0. 
 
Kp = Kc (0,0821.T) 
Kp = Kc 
 
Para exemplificar os cálculos envolvendo equilíbrio químicos, segue um 
exemplo: 
mailto:contato@algetec.com.br
 
 
4 ALGETEC – SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS EM EDUCAÇÃO 
CEP: 40260-215 Fone: 71 3272-3504 
E-mail: contato@algetec.com.br | Site: www.algetec.com.br 
 
LABORATÓRIO DE TRANSFORMAÇÕES QUÍMICAS 
DESLOCAMENTO DO EQUILÍBRIO QUÍMICO 
O pentacloreto de fósforo é um reagente muito importante em Química 
orgânica. Ele é preparado em fase gasosa por meio da reação: 
 
 
 
Um frasco de 1,00 L de capacidade contém em equilíbrio, a 573 K: 0,120 mol de 
PCl5(g), 0,600 mol de PCl3(g) e 0,0120 mol de CL2(g). Calcule o Kc e o Kp para essa situação. 
 
Kc = [PCl5] / [PCl3].[Cl2] 
Kc=[0,120] / [0,600].[0,0120]=16,67 
 
Kp = Kc(0,0821.T)n = 16,67.(0,0821.573)-1 = 0,354 
 
Os resultados indicam que o valor de Kp ≠ Kc. 
Para o equilíbrio heterogêneo de uma reação reversível envolvendo reagentes e 
produtos em fases diferentes. Por exemplo, quando se aquece carbonato de sódio em 
um recipiente fechado, atinge-se o seguinte equilíbrio: 
 
Na2CO3(s) Na2O(s) + CO2(g) 
 
Por esta razão, os termos [Na2CO3] e [Na2O] são constantes e podem ser 
combinados com a constante de equilíbrio. Podemos simplificar a equação de equilíbrio 
 
Kc = [CO2] 
 
 Como a concentração dos sólidos em solução é constante, não é adicionado a 
concentração desses materiais sólidos na equação. Eles são incorporados a constante 
de equilíbrio. 
Kc 
Kp 
mailto:contato@algetec.com.br
 
 
5 ALGETEC – SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS EM EDUCAÇÃO 
CEP: 40260-215 Fone: 71 3272-3504 
E-mail: contato@algetec.com.br | Site: www.algetec.com.br 
 
LABORATÓRIO DE TRANSFORMAÇÕES QUÍMICAS 
DESLOCAMENTO DO EQUILÍBRIO QUÍMICO 
Na maioria dos casos, o equilíbrio químico é um tanto sensível. Variações as 
condições experimentais podem perturbar o equilíbrio e deslocar sua posição, dando 
origem a uma maior ou menor quantidade do produto desejado. Quando se diz que a 
posição do equilíbrio se desloca para a direita, por exemplo, isso significa que a reação 
que ocorre é da esquerda para a direita. As variáveis que podem ser controladas 
experimentalmente são concentração, pressão, volume e temperatura. 
Um químico pode muitas vezes prever a direção que reação poderá tomar 
usando o princípio de Le Châtelier. Segundo esse princípio quando uma mudança ou 
perturbação é introduzida em um sistema em equilíbrio (como a mudança na 
concentração de reagentes ou produtos), o sistema responderá aliviando parcialmente 
essa perturbação (por exemplo, levando a formação de mais produtos ou reagentes). 
Podemos também analisar essa alteração de uma forma mais quantitativa colocando as 
concentrações dessas substâncias no mesmo tipo de relação que usamos para produzir 
o valor de “K”, mas, desta vez, usando as condições de não equilíbrio. Quando fazemos 
isso, a razão que calculamos é conhecida como quociente de reação (Q). Se esse 
quociente de reação for maior que K, isso significa que temos produtos demais e que a 
reação deslocará formando reagentes até que o equilíbrio seja alcançado. Se Q for 
menos que K, existe um excesso de reagentes, e mais produtos se formarão até que a 
reação atinja o equilíbrio. 
Nesse experimento, utilizaremos Hexaaquocobalto (II) para avaliar a 
perturbação do equilíbrio, através da alteração da concentração dos componentes domeio reacional. Esse composto dissolve-se facilmente em água, dando origem a uma 
solução rosa. A cor rosa deve-se à presença do íon [Co(H2O)6]+2. 
 
 
 
O que acontece se adicionarmos NaCl a esta solução? Neste caso, a perturbação 
aplicada ao sistema em equilíbrio é um aumento na concentração de Cl- (resultante da 
dissociação de NaCl). Como resposta a esta perturbação, alguns íons de [Co(H2O)6]+2 
reagem com os íons Cl- adicionados e o equilíbrio desloca-se da esquerda para a direita. 
mailto:contato@algetec.com.br
 
 
6 ALGETEC – SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS EM EDUCAÇÃO 
CEP: 40260-215 Fone: 71 3272-3504 
E-mail: contato@algetec.com.br | Site: www.algetec.com.br 
 
LABORATÓRIO DE TRANSFORMAÇÕES QUÍMICAS 
DESLOCAMENTO DO EQUILÍBRIO QUÍMICO 
 
 
Portanto, a cor azul da solução intensifica-se. Da mesma forma, se 
adicionássemos água à solução original, a cor violeta se destaca. 
Suponhamos agora que adicionamos nitrato de prata (AgCl) à solução original. O 
nitrato de prata ioniza-se em solução aquosa dando origem ao íon de prata, Ag+, que se 
liga fortemente aos íons Cl-. A formação do composto cloreto de prata, AgCl retira os 
íons livre Cl- da solução, formando um precipitado branco. Consequentemente, o 
equilíbrio desloca-se da direita para a esquerda, para compensar a retirada do cloreto 
do meio. A solução torna-se rosa devido ao deslocamento. 
 
 
 
 Uma variação na concentração, na pressão ou no volume pode alterar a posição 
de equilíbrio, mas não o valor da constante de equilíbrio. Somente uma variação na 
temperatura altera a constante de equilíbrio. Um aumento de temperatura favorece 
reações endotérmicas e uma diminuição de temperatura favorece reações exotérmicas. 
Como a transferência de calor desloca o equilíbrio para um dos lados da reação, o valor 
da constante de equilíbrio será específico para tal momento. Portanto, o valor de K 
oscila em função da temperatura. 
 
 
 
mailto:contato@algetec.com.br
 
 
7 ALGETEC – SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS EM EDUCAÇÃO 
CEP: 40260-215 Fone: 71 3272-3504 
E-mail: contato@algetec.com.br | Site: www.algetec.com.br 
 
LABORATÓRIO DE TRANSFORMAÇÕES QUÍMICAS 
DESLOCAMENTO DO EQUILÍBRIO QUÍMICO 
 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
 
 
CHANGE, Raymond; GOLDSBY, Kenneth A. Química. 11. ed. Porto Alegre: AMGH, 2013. 
 
ROSENBERG, Jerome L.; EPSTEIN, Lawrence M.; KRIEGER, Peter J. Química Geral. 9. ed. 
Porto Alegre: Bookman, 2013. 
 
 
 
 
mailto:contato@algetec.com.br