DESLOCAMENTO DE EQUILÍBRIO

Nesse módulo estudaremos os fatores externos que são capazes de perturbar o equilíbrio de uma reação reversível, ou seja, tornar momentaneamente as velocidades diferentes nos dois sentidos.

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O sentido da reação em que a velocidade se torna maior, consequência da perturbação externa, dizemos que o equilíbrio foi deslocado nesse sentido. Daí a denominação deslocamento do equilíbrio.

Estudaremos em seguida os três fatores externos que podem causar perturbação do estado de equilíbrio.

CONCENTRAÇÃO

Toda vez que for aumentada a concentração de uma substância no equilíbrio, esse será deslocado no sentido do consumo dessa substância.

Toda vez que a concentração de uma substância no equilíbrio for diminuída, esse será deslocado no sentido da formação dessa substância.

Exemplo:

Se ao equilíbrio, for adicionado NaCl, haverá um aumento na concentração de Cl, que deslocará o equilíbrio para a direita, provocando a alteração da coloração para azul.

PRESSÃO

Toda vez que a pressão total de um sistema em equilíbrio é aumentada, o volume diminui, deslocando o equilíbrio no sentido do menor volume de gases.

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Toda vez que a pressão total de um sistema em equilíbrio é reduzida, o volume aumenta, deslocando o equilíbrio no sentido do maior volume de gases.

OBSERVAÇÃO

A alteração na pressão total de um sistema só perturba o equilíbrio se houver pelo menos uma substância no estado gasoso.

Exemplo:

Em sistemas gasosos, nas mesmas condições de temperatura e pressão, a proporção molar varia conforme a proporção volumétrica. Assim, podemos ler o equilíbrio acima da seguinte forma:

Se a pressão total do sistema for aumentada, o equilíbrio será deslocado no sentido do menor volume ocupado por gases (sentido 2). Aumenta então a concentração de N2O4.

Caso a pressão do sistema for diminuída, o equilíbrio seria deslocado no sentido do maior volume de gases (sentido 1). Aumenta agora a concentração de NO2.

OBSERVAÇÃO

Há equilíbrios químicos que não são perturbados pela pressão. Isso ocorre quando o volume de gases é igual em ambos os lados da equação, conforme o exemplo abaixo:

TEMPERATURA

Sempre que a temperatura de um sistema em equilíbrio for aumentada, este será deslocado no sentido de absorver o calor fornecido (Endotérmico) (ΔH > 0).

Se, ao contrário, a temperatura for diminuída, o equilíbrio será deslocado no sentido de liberar calor (Exotérmico) (ΔH < 0).

Exemplo:

Podemos observar que a reação no sentido 1 (direto) é exotérmica (ΔH < 0). Sendo assim, no sentido 2 (inverso) a reação é endotérmica.

Se a temperatura desse sistema for aumentada, o equilíbrio será deslocado no sentido endotérmico, que nesse caso representa o sentido 2. Se a temperatura for diminuída, o equilíbrio será deslocado no sentido exotérmico (sentido 1).

OBSERVAÇÃO

Somente as alterações na temperatura, além de perturbar o equilíbrio, provocam variações nos valores numéricos do Kc e Kp.

Atenção

A utilização de catalisadores não perturba o equilíbrio de uma reação reversível.

RESUMINDO

Se uma perturbação externa é aplicada a um sistema em equilíbrio, este será alterado no sentido de reduzir o efeito da perturbação.

Exercícios resolvidos:

1) O que acontece com o equilíbrio \"CH_4_{(g)}+H_2O_{(g)}\\rightleftharpoons

Quando a concentração de:

A) CH4 é aumentada?

B) H2O é diminuída?

C) CO é diminuída?

D) H2 é aumentada?

Solução:

A) O aumento da [CH4], desloca o equilíbrio no sentido de consumi-lo (Direit.

B) A diminuição da [H2O], desloca o equilíbrio no sentido de repor (Esquerda).

C) A diminuição da [CO], desloca o equilíbrio no sentido de repor (Direita).

D) O aumento da [H2], desloca o equilíbrio no sentido de consumi-lo (Esquerda).

2) Considere o processo de conversão do monóxido de nitrogênio em dióxido de nitrogênio por reação com o gás oxigênio, que pode ser assim equacionada:

Se esse processo estiver sendo realizado em um recipiente fechado e a temperatura constante, o que se deve fazer com a pressão a fim de aumentar o rendimento da produção de dióxido de nitrogênio?

Solução:

Aumentar o rendimento da produção de NO2 equivale a deslocar o equilíbrio para a direita.

O lado dos produtos corresponde a um menor volume gasoso e, portanto, o aumento de pressão desloca o equilíbrio para a direita.

3) Em três frascos iguais de vidro incolor são colocadas iguais quantidades de N2O4, gás incolor. Nos frascos, bem tampados e à temperatura de 25°C, é atingido o equilíbrio:

O é um gás castanho-avermelhado. Atingido o equilíbrio, a coloração de todos os frascos é igual.

Um dos frascos é deixado sobre a mesa, a 25°C, outro é colocado no interior de um freezer e o outro, mergulhado num banho de água fervente.

Preveja o que deve acontecer com a coloração do conteúdo dos frascos a partir desse momento.

Solução:

O sinal de indica que a reação direta é endotérmica. Um aquecimento desloca o equilíbrio no sentido endotérmico (direita), e provoca um aumento na concentração de NO2, responsável pela coloração castanha. Já com o resfriamento ocorre o efeito inverso.

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