Sumário. Química e indústria. Reversibilidade das reações químicas

Sumário

UNIDADE TEMÁTICA 1 – Química e Indústria – Equilíbrios e desequilíbrios Produção industrial do amoníaco

- Reversibilidade das reações químicas.

- Equilíbrio químico como exemplo de um equilíbrio dinâmico. - Situações de equilíbrio dinâmico e desequilíbrio.

- A síntese do amoníaco como um exemplo de equilíbrio químico. - Constante de equilíbrio químico, Kc: lei de Guldberg e Waage.

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29/02/2016

Uma reação química diz-se reversível quando pode ocorrer

nos dois sentidos, isto é, os produtos da reação podem também combinar-se entre si para originar os reagentes.

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O símbolo constituído por duas setas () com sentidos opostos traduz a

reversibilidade de uma reação química.

Os termos reação direta e reação inversa são designações que resultam apenas

de uma convenção.

> Reação direta é aquela em que se considera como reagentes as espécies químicas que se encontram à esquerda do símbolo ;

> Reação inversa é aquela em que se considera como reagentes as espécies químicas que se encontram à direita do símbolo .

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Se uma reação reversível ocorrer em

sistema fechado acaba por conduzir a

um estado de equilíbrio químico.

Se uma reação reversível ocorrer em

sistema aberto poderá não tender para um estado de equilíbrio (se os

componentes saírem do sistema).

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Consideremos a seguinte reação

reversível:

a A(g) + b B(g)  c C(g)+ d D(g)

Vejamos como varia a velocidade das espécies, até se atingir o equilíbrio

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Consideremos a mesma reação

reversível:

a A(g) + b B(g)  c C(g)+ d D(g)

Vejamos como varia a concentração

das espécies, até se atingir o equilíbrio

químico.

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Quando uma reação atinge o equilíbrio químico não se observam quaisquer alterações, a nível macroscópico. Contudo, a reação não pára a nível microscópico:

as reações direta e inversa continuam a decorrer, com igual rapidez, e a concentração das espécies do sistema mantém-se constante.

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Quando se faz reagir iodo (I2) com hidrogénio molecular (H2) forma-se iodeto

de hidrogénio (HI). Esta reação ocorre a temperaturas elevadas e os produtos e

reagentes encontram-se em estado gasoso.

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Um equilíbrio químico, em relação às fases dos seus componentes pode denominar-se:

Equilíbrio homogéneo e Equilíbrio heterogéneo.

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Entre 1864 e 1879, Guldberg e Waage mostraram que, numa reação química o equilíbrio pode ser atingido partindo dos reagentes ou dos produtos, uma vez que este estado se resume a uma competição entre as reações direta e inversa.

Estes dois cientistas propuseram a lei de ação das massas (que também ficou conhecida como lei de Guldberg e Waage) e chegaram a uma relação matemática que, mais tarde, viria a ser conhecida como constante de equilíbrio.

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Consideremos a reação genérica:

a A + b B  c C + d D

A sua constante de equilíbrio (K_c) é o quociente entre o produto das concentrações (no equilíbrio) dos produtos e o produto das concentrações dos reagentes, todas elas elevadas aos respetivos coeficientes estequiométricos.

Assim, à temperatura T, a constante de equilíbrio para esta reação química genérica é definida pela expressão:

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UNIDADE TEMÁTICA 1 – Química e Indústria – Equilíbrios e desequilíbrios Produção industrial do amoníaco

Continuação da lição anterior. - Quociente da reação, Q.

- Relação entre Kc e Q e o sentido dominante da progressão da reação. - Relação entre Kc e a extensão da reação.

Exercícios que envolvem equilíbrio químico.

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Um modo de saber se o sistema está ou não em equilíbrio, e caso não esteja em que sentido está a evoluir, consiste em comparar a constante de equilíbrio (K_c)

com o chamado quociente de reação, (Q).

O quociente de reação, Q é uma expressão que tem a mesma forma que a constante de equilíbrio, na qual as concentrações não são necessariamente as concentrações de equilíbrio.

Consideremos a reação genérica:

a A + b B  c C + d D

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Um modo de saber se o sistema está ou não em equilíbrio, e caso não esteja em que sentido está a evoluir, consiste em comparar à mesma temperatura a

constante de equilíbrio (Kc) com o chamado quociente de reação, Q.

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uma relação entre as concentrações, no equilíbrio, dos produtos e dos reagentes, a uma dada temperatura.

a A + b B  c C + d D

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Em Química, a extensão de uma reação química é medida pelo grau de conversão dos reagentes em produtos.

Portanto, reações com constantes de equilíbrio muito elevadas são reações

muito extensas, ou seja, têm rendimentos muito elevados.

Deste modo é fácil perceber que a extensão das duas reações

varia na razão inversa. Isto é, se a reação for muito extensa no

sentido direto será pouco extensa no sentido inverso e vice-versa. c c

K

K



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1. Fazer exercícios do livro, página 48 e 49.

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