Equilíbrio Químico 2
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EQUILÍBRIO QUÍMICO
Profa. Loraine Jacobs
DAQBI
http://paginapessoal.utfpr.edu.br/lorainejacobs
Equilíbrio Dinâmico Importância Numérica da Expressão de Equilíbrio
Quanto maior o valor de K maior a quantidade deproduto formada/reagente consumido.
Quanto menor o valor de K menor a quantidadede produto formada/reagente consumido.
][reagentes
[produtos] =K
Equilíbrio Dinâmico Invertendo a Equação Química
K
1=K'
[D][C]
[B][A] = K' B +A D + C
[B][A]
[D][C] =K D + C B +A
eqeq
eqeq
eqeq
eqeq
dc
ba
ba
dc
badc
dcba
Equilíbrio Dinâmico Invertendo a Equação Química
◦ Exemplo:
Ag+(aq) + CN-
(aq) AgCN(s)
AgCN(s) Ag+(aq) + CN-
(aq)
]CN].[[Ag
1 =K
- ]CN][[Ag = K -'
Equilíbrio Dinâmico Ajustando a Estequiometria da Reação
◦ Coeficiente estequiométrico Influência direta no K
◦ Quando for alterada a escrita da equação o valor de Kserá diretamente alterado.
Equilíbrio Dinâmico Ajustando a Estequiometria da Reação
◦ Exemplo:
][O][CH][NH
O][H[HCN] = K
][O][CH][NH
O][H[HCN] = K
O3H +HCN O2
3 CH +NH
O6H +2HCN 3O 2CH +NH2
3/2
243
3
2
23
2
2
4
2
3
6
2
2
1
(g)2(g)(g)24(g)(g)3
(g)2(g)(g)24(g)(g)3
Equilíbrio Dinâmico Concentrações no Equilíbrio
◦ Através do valor de K e das concentrações iniciais épossível descobrir quando uma reação química chega aoseu estado de equilíbrio.
◦ Exemplo:
◦ Dada a reação:
◦ Calcule as concentrações no equilíbrio para H2 e I2,quando as concentrações iniciais forem de: [H2] =0,5mol/L; [I2] = 0,5mol/L e K = 59,3 (400ºC)
H2(g) + I2(g) 2 HI(g)
Equilíbrio Dinâmico Concentrações no Equilíbrio
◦ Exemplo:
H2(g) + I2(g) 2 HI(g)
H2 I2 HI
[ ] inicial 0,05 0,05 0,00
∆[ ] -x -x +2x
[ ] final
Equilíbrio Dinâmico Concentrações no Equilíbrio
◦ Exemplo:
◦ Pela estequiometria temos que a proporção de H2 e I2 é1:1 enquanto a proporção de HI para ambos é 1:2.
◦ Desta forma temos que:
H2(g) + I2(g) 2 HI(g)
H2 I2 HI
[ ] inicial 0,05 0,05 0,00
∆[ ] -x -x +2x
[ ] final
Equilíbrio Dinâmico Concentrações no Equilíbrio
◦ Exemplo:
◦ Pela estequiometria temos que a proporção de H2 e I2 é1:1 enquanto a proporção de HI para ambos é 1:2.
◦ Desta forma temos que:
H2(g) + I2(g) 2 HI(g)
H2 I2 HI
[ ] inicial 0,05 0,05 0,00
∆[ ] -x -x +2x
[ ] final 0,05-x 0,05-x 2x
Equilíbrio Dinâmico Concentrações no Equilíbrio
◦ Exemplo:
H2(g) + I2(g) 2 HI(g)
K =[HI]2
[H2 ][I2 ]
(2x)2
(0.050 x)(0.050 x) 59.3
(2x)2
(0.050 x)(0.050 x) 59.3
2x
0.050 x 7.70
0.39 = 9.70x
x = 0.040
Equilíbrio Dinâmico Concentrações no Equilíbrio
◦ Exemplo:
◦ A concentração no equilíbrio é calculada através do valorde x:
H2(g) + I2(g) 2 HI(g)
mol/L 0.080=2x=[HI]
mol/L 0.010=0.040-0.050=][I=][H
x-0.050=][I=][H
22
22
Deslocamento de Equilíbrio Toda e qualquer alteração da velocidade da
reação direta ou da reação inversa, provocandomodificações nas concentrações das substânciase levando o sistema a um novo estado deequilíbrio.
Deslocamento de Equilíbrio
Princípio de Le Chatelier
“Quando um fator externo age sobre um sistema em equilíbrio,
este se desloca, procurando minimizar a ação do fator
aplicado”
Fatores que alteram o equilíbrio
Concentração
CH3COOH(l) + C2H5OH(l) CH3COOC2H5(l) + H2O(l)
TEMPO
Kc:?
Fatores que alteram o equilíbrio
Concentração
Adição de 1 mol de CH3COOH(l)
TEMPO
Q:?
Kc: Lembrando que não houve T e P ?
Fatores que alteram o equilíbrio
Pressão
◦ Pressão desloca para volume ( no de mols)
◦ Pressão desloca para volume ( no de mols)
Fatores que alteram o equilíbrio
Pressão
◦ Deslocamento em equilíbrios biológicos
Hem(aq) + O2(g) HemO2(aq)
◦ Altitude Pressão Equilíbrio desloca para O2(g)
Fatores que alteram o equilíbrio
Temperatura N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)
H = -109,5kJ/mol
Alteração de Kc (Não ocorre com P e [ ])
Fatores que alteram o equilíbrio
Temperatura – Alteração de Kc em reações endotérmicas e exotérmicas
Fatores que alteram o equilíbrio
Catalisador◦ Cinética Baixa a Ea e aumenta a velocidade
◦ tempo para o equilíbrio SEM deslocamento
Produto de Solubilidade
Kps◦ Presente em equilíbrios heterogêneos onde o Kc deve ser substituído. Ex: FeS(s) Fe2+
(aq) + S2-(aq)
Expressando em Kc = [Fe2+]. [S2-]/[FeS]◦ Sendo FeS sólido, [FeS] é constante
Desta forma: Kc. [FeS] = [Fe2+]. [S2-] onde podemos escrever que:
Kps = [Fe2+]. [S2-]
Kps é constante para cada substância em uma dada T
Produto de Solubilidade
Kps◦ É o produto das concentrações em mol/L dos íons existentes em uma solução saturada, estando cada concentração elevada à potência igual ao coeficiente do íon na equação de dissociação iônica correspondente
Produto de Solubilidade
Kps◦ Observações:
Kps é constante apenas em soluções saturadas de eletrólitos pouco solúveis.
O valor de Kps varia com a temperatura. ◦ Maioria das dissoluções tem H0
Aumento de temperatura Aumento de dissolução Aumento de Kps
Diminuição de temperatura Diminuição de dissolução Diminuição de Kps
◦ Se a dissolução for exotérmica (H0) ocorre o processo contrário.
Produto de Solubilidade
Relação entre Kps e Solubilidade Molar
◦ Solubilidade molar: é a concentração de um sólido dissolvido presente em uma solução saturada. É facilmente determinada à partir do Kps.
Produto de Solubilidade
Relação entre Kps e Solubilidade Molar
◦ Exemplo: Calcule a solubilidade em mol/L do fosfato de cálcio, sabendo que Kps=2,0.10-33
(aq)
-3
4(aq)2
(s)233 2PO 3Ca )(POCa
3323
4
32 10.0,2].[][ POCaKps
Produto de Solubilidade
◦ Relação entre Kps e Solubilidade Molar Exemplo: Calcule a solubilidade em mol/L do fosfato de cálcio, sabendo que Kps=2,0.10-33
Ca3(PO4)2 Ca2+ PO43-
[ ] inicial Sólido 0 0
∆[ ] Sólido +3x +2x
[ ] final Sólido 3x 2x
(aq)
-3
4(aq)2
(s)233 2PO 3Ca )(POCa
Produto de Solubilidade
Ca3(PO4)2 Ca2+ PO43-
[ ] inicial Sólido 0 0
∆[ ] Sólido +3x +2x
[ ] final Sólido 3x 2x
(aq)
-3
4(aq)2
(s)233 2PO 3Ca )(POCa
Lmolx
xxPOCaKps
/10.1,1
)2.()3(].[][10.0,2
7
2323
4
3233
Produto de Solubilidade
Previsão de PrecipitaçãoFeS(s) Fe2+
(aq) + S2-(aq) - Kps = 5.10-18
Se [Fe2+] e [S2-] multiplicadas tiverem produto menorque 5.10-18 não ocorrerá precipitação.
Se [Fe2+] e [S2-]multiplicadas tiverem produto igual a 5.10-18
a solução estará saturada.
Se [Fe2+] e [S2-]multiplicadas tiverem produto maior que 5.10-18 a solução começará a apresentar precipitado.
Princípio de Le Chatelier
Produto de Solubilidade
Efeito do Íon ComumFeS(s) Fe2+
(aq) + S2-(aq) - Kps = 5.10-18
Se adicionarmos um sal de Ferro (FeCl2; FeSO4. etc.) haverá liberação de Fe2+ e, se adicionarmos um sulfeto (Na2S; K2S; etc.) haverá liberação de S2- .
Princípio de Le Chatelier Pode-se concluir que: qualquer íon comum força a
precipitação de um eletrólito