Quando Uma Reaço Reversvel Atinge O Equilbrio?
Equilíbrio químico é um fenômeno que ocorre em reações reversíveis.
Gráfico do equilíbrio químico
Em 1884, Henry Louis Le Chatelier (1850-1936) enunciou uma generalização sobre o comportamento de sistemas em equilíbrio quando eram perturbados. De acordo com essa generalização:
O aumento da pressão faz com que o equilíbrio se desloque para o lado que ocupe menos espaço (isto é, com menor volume gasoso). Sendo assim, a diminuição da pressão ocorre de maneira inversa se deslocando para o lado que ocupa maior espaço (maior volume gasoso).
Experimentalmente, verificou-se que o aumento da temperatura provoca o aumento no valor da constante de equilíbrio para reações endotérmicas no sentido direto e diminuição para as exotérmicas, ou seja, ocorreu o deslocamento do equilíbrio no sentido endotérmico.
Constante de equilíbrio (K)
A constante de equilíbrio em função das pressões parciais é utilizada quando pelo menos um dos componentes está em estado gasoso, sendo expressa então, por meio das pressões parciais.
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Quando K é igual a 1 ou muito próximo (K ≈ 1), o equilíbrio possui concentrações muito próximas de reagentes e produtos.
Tipos de equilíbrio químico
Equilíbrio químico é o ramo da Físico-Química que estuda as reações reversíveis em que as concentrações dos participantes da reação não se alteram, uma vez que, as reações direta e inversa estão ocorrendo na mesma velocidade. Lembrando que, a reação direta é a reação que ocorre a transformação dos reagentes em produtos, enquanto a reação inversa é o processo oposto em que os produtos se transformam em reagentes.
Importante ressaltar que esse tipo de análise só é válida para os equilíbrios em que há componentes em estado gasoso. Substâncias em estado sólido e líquido devem ser ignoradas.
O que é o equilíbrio químico?
A adição de uma substância seja reagente ou produto em um sistema em equilíbrio favorece o sentido da reação que consumirá essa espécie. Do mesmo modo, se uma substância for retirada do sistema, o sentido da reação que avança é o de formação dessa substância.
O equilíbrio químico pode ser deslocado por alterações de temperatura, pressão e concentração de reagentes e produtos, de acordo com o princípio de Le Chatelier.
Sobre este tema
É possível alterar um equilíbrio por meio de algumas ações externas. Tal tipo de ação é chamada perturbação de equilíbrio e a sua consequência é denominada de deslocamento do equilíbrio.
A adição de um catalisador ao sistema faz com que as velocidades das reações inversa e direta aumentem, diminuindo então o tempo necessário para que o equilíbrio seja atingido, mas não alterando a concentração dos componentes.
A expressão da constante de equilíbrio em função das concentrações é definida como sendo a multiplicação das concentrações (no momento do equilíbrio) em mol/ L dos produtos dividida pela dos reagentes, todas elevadas aos respectivos coeficientes estequiométricos.
Condições para ocorrer o equilíbrio químico
Cada reação possui uma expressão própria para a constante de equilíbrio, assim como o valor numérico para essa reação a uma determinada temperatura. Por isso que, em geral, variações na temperatura interferem no valor final de Kc.
No início, foram adicionados 2 mols de A no sistema, mas durante o equilíbrio químico, A estava com 0,4 mol sem reagir. Desse modo, apenas 1,6 mol de A reagiu até se atingir o equilíbrio. O cálculo de α então é:
A velocidade da reação de A + B para C + D é v1 sendo a velocidade da reação direta, enquanto a velocidade da reação inversa de C + D para A + B é v2. O equilíbrio é atingido quando ambas as velocidades são iguais, o que ocorre quando a concentração de reagentes e dos produtos se torna constante na solução.
Constante de equilíbrio (K)
Nesse instante, a reação continua acontecendo em níveis microscópicos em ambos os sentidos e na mesma intensidade sendo então, uma situação de equilíbrio dinâmico. Quando observamos o processo de fora, a reação aparenta ter parado, já que as concentrações não mudam mais.
O que acontece é que no início da reação, v1 é máximo uma vez que a concentração dos reagentes está no seu valor máximo, pois A e B são as únicas espécies existentes no sistema. Já a concentração dos produtos é zero assim como v2 pois C e D não começaram a ser formados. À medida que a reação ocorre, A e B diminui no sistema e C e D aumenta, o que implica também na diminuição de v1 e no aumento de v2, até o momento que elas se tornam iguais e se atinge o equilíbrio.
Em um sistema em equilíbrio, o aumento da temperatura desloca a reação no sentido endotérmico (que absorve calor), enquanto a diminuição da temperatura desloca para o sentido exotérmico (que libera calor).