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Equilíbrio molecular

• O que é equilíbrio molecular?

As moléculas de uma reação química encontram-se em equilíbrio quando, em uma reação reversível, a velocidade da reação direta é igual à velocidade da reação inversa.

Tá, mas o que quer dizer tudo isso?!
Vamos começar entendendo o que é uma reação reversível...

• O que é reação reversível?

Você aprendeu que em uma reação A + B - AB os reagentes A e B reagem e formam o produto AB. Mas na realidade as coisas não são assim tão simples e estáticas. Os elementos químicos reagem entre si constantemente. Isso quer dizer que logo que formado um pouco de produto, este começa a reagir, quebrando-se novamente em dois reagentes, por meio da reação inversa AB - A + B. Quanto mais produto se forma, menor será o número de moléculas dos reagentes e a velocidade de sua reação vai diminuindo. Por outro lado, quanto maior o número de moléculas formadas no produto, maior será a velocidade da reação inversa. Dessa forma, as duas reações vão ocorrendo simultaneamente até que as velocidades se igualam, alcançando-se, assim, o equilíbrio. As reações inversas podem ser assim representas:


• CURIOSIDADE
Pra você que não gosta muito de química, saiba que tem uma reação reversível que é de extrema importância para sua vida! É graças a ela que o seu corpo recebe oxigênio. No nosso sangue existe uma proteína camarada, a hemoglobina, que reage com o oxigênio dos pulmões, ligando-se a ele e formando a oxiemoglobina. Esta é levada pela corrente sanguínea para todas as partes do corpo, liberando o oxigênio, que, acredite, será muito útil nos processos metabólicos. Portanto, a oxiemoglobina, por meio da reação inversa, libera o oxigênio e volta a formar a hemoglobina. É... você pode até não gostar de química, mas viver sem ela, impossível!!!

Voltando ao equilíbrio químico... Você já entendeu que o equilíbrio se dá quando as velocidades das reações, direta e inversa, igualam-se. Vejamos agora outras características deste equilíbrio.

Outras características do equilíbrio:

Macroscopicamente temos a impressão de que a reação parou, ficando estática. Mas, se olharmos microscopicamente, veremos que as reações continuam ocorrendo. O que acontece é que, como as velocidades das duas reações são iguais, as características finais permanecem sempre as mesmas. O equilíbrio é, portanto, dinâmico.

Do dito acima, podemos concluir que as concentrações de todas as substâncias que participam da reação não mais se alteram, permanecendo constantes ao longo do tempo.

Todas as reações reversíveis caminham espontaneamente para o equilíbrio. Isso se explica pelo fato de que no estado de equilíbrio o sistema consome a menor quantidade possível de energia.

Mas este equilíbrio só se mantém se não for perturbado por nenhum fator externo. É por isso que dizemos que o equilíbrio só existe em sistemas fechados.

• Representação gráfica do equilíbrio:

                      II

      


 III

                                IV




No gráfico I temos que o equilíbrio se estabelece quando a velocidade da reação direta se iguala à velocidade da reação inversa.

Nos gráficos II, III e IV temos uma relação entre concentrações de reagentes e de produtos. O equilíbrio é atingido quando essas concentrações não mais se alteram, permanecendo constantes ao longo do tempo. O que podemos notar nestes três gráficos é que o II demonstra que a reação de formação de reagentes predomina, pois no equilíbrio a [R] é maior que a [P]. Já no gráfico III, temos o contrário. A reação de formação de produto predomina, pois no equilíbrio temos maior [P]. O último gráfico mostra que as concentrações de produto e reagente no equilíbrio permanecem iguais.

Constante de equilíbrio:

Como já vimos, ao se atingir o equilíbrio, as concentrações das substâncias que participam da reação permanecem constantes. Para fazer uma análise quantitativa do equilíbrio, usamos a constante de equilíbrio. Esta pode ser de dois tipos:

Kc = em termos de concentração, em unidade de matéria (mol/L).
Nesta constante de equilíbrio não devemos considerar os sólidos, já que suas concentrações não se alteram.

Kp = em termos de pressão (atm ou mmHg).
Esta constante de equilíbrio só é usada para gases.


• Definição das constantes:

Em uma reação aA + bB - cC + dD, na qual as letras minúsculas representam os respectivos coeficientes de cada substância participante temos:
 
V1 = K1 [A]a . [B]b
V2 = K2 [C]c . [D]d

Equilíbrio: V1 = V2, portanto:

K1 [A]a . [B]b = K2 [C]c . [D]d



A relação entre duas constantes é a expressão da constante de equilíbrio. Sendo assim, teremos:


Vamos ver, agora, alguns exemplos de como calcular estas constantes:

1) (MACKENZIE – SP) Seja a reação:

2 NaHCO3(s) - Na2CO3(s) + H2O(g) + CO2(g)

Qual é a expressão de Kp?

Resposta: Como a Kp só é usada para gases, sua expressão será

Kp = [PH2O] . [P CO2]


2) (UNESP – SP) Considere a reação reversível representada pela equação: 

A + B - 2 C

Quando o equilíbrio é atingido, as concentrações de A e de B são iguais a 2 mols por litro e a de C, 3 mols por litro.

A constante de equilíbrio da reação será igual a:



3) (FUVEST – SP) A altas temperaturas, N2 reage com O2 produzindo NO, um poluente atmosférico:
N2(g) + O2(g) - 2 NO
À temperatura de 2000 Kelvins, a constante do equilíbrio acima é igual a 4,0 x 10-4. Nesta temperatura, se as concentrações de equilíbrio de N2 e O2 forem, respectivamente, 4,0 x 10-3 e 1,0 x 10-3 mol/L, qual será a de NO?


3 comentários:

Aмanda disse...

na segunda questão fica 9/4 que não é 2,5 e sim 2,25

Aмanda disse...

na segunda questão é 2,25 e não 2,5

Anônimo disse...

pode cre rs

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