Equilíbrio Químico e a Temperatura
Com o aumento da temperatura de uma reação em um sistema fechado, ocorre o deslocamento do equilíbrio.
Observe que nesse caso o aumento da temperatura produz a queda da produção da amônia. O aumento da pressão causa o aumento da produção da amônia.
Esses valores apresentados na tabela logo acima, são os pontos em que a produção da amônia entra em equilíbrio.
Equilíbrio Químico Nas Reações Exotérmicas e Endotérmicas
Tomamos como exemplo o tetróxido de dinitrogênio em equilíbrio em condições e temperatura ideal, 1 mol da substância em 1 L a 100 ºC. Processo é endotérmico, o ΔH é positivo.
Observe a reação do tetróxido de dinitrogênio.
Abaixo é dada uma tabela de reações do tetróxido de dinitrogênio em várias temperaturas diferentes. Observe que em cada temperatura a constante de equilíbrio K é diferente. Portanto com a variação do ΔH positivo devido ao aquecimento, ocorre o aumento da constante de equilíbrio (K).
Tetróxido de Dinitrogênio Reagindo em Várias Temperaturas
Abaixo são mostrados dois gráficos, de duas reações diferentes em que apresentam uma reação endotérmica e outra reação exotérmica.
Vejamos exemplo de aplicabilidade.
2) A reação do gás hidrogênio com o gás iodo, produzindo o gás iodeto de hidrogênio.
Conforme a reação acima montamos a equação:
3) A mesma equação reversível da formação do iodeto de hidrogênio pode também ser representada assim: Numa temperatura de 25ºC o gás hidrogênio reage com o gás iodo conforme a expressão matemática abaixo com o valor da constante de equilíbrio correspondente a 5,0 . 10-2
4) Dada a equação química:
Expresse a equação da constante de equilíbrio na formação da amônia.
Resolvendo: a equação da constante de equilíbrio da formação da amônia fica:
Reações de Substâncias Diferentes Com Valores Diferentes de K
Cada Tipo
de Reação Possui Sua Constante de equilíbrio (K). na tabela abaixo são representadas várias reações a temperatura de 25 ºC, com a expressão matemática e o valor da constante de equilíbrio de cada uma.
A Unidade de Constante de Equilíbrio (K) e Mol
A Unidade
da constante de equilíbrio (K) é o
mol/L.
Observe a reação.
Observação: Kc = K.
A equação representativa fica:
a) Gás fosfogênio (COCl2), usado na 1ª guerra
mundial como gás tóxico asfixiante e corrosivo. Atualmente
é usado na fabricação
de polímeros de isocianato, de agrotóxicos, corantes e produtos farmacêuticos. O Monóxido
de carbono (CO) reagindo com gás cloro (Cl), a reação entra em equilíbrio
químico com o fosfogênio cuja
constante de equilíbrio é representado pela fórmula a seguir.
b) O dióxido
de nitrogênio (NO2) é um gás poluente e muito tóxico, produzido na combustão dos
combustíveis dos veículos automotores, nos fornos das fábricas, usinas
termelétricas, fábricas de pasta de papel. Começa sua síntese a partir do monóxido de
nitrogênio (NO) e os males causados são: irritação para os pulmões, causa
bronquite, asma, agrava problemas de infecções, causa morte súbita em bebês, e
há indícios que propicia o autismo. Agrava muitas doenças como pneumonia, enfisema pulmonar, e outros danos ao pulmão.
Colocando na
equação a reação:
c) O dióxido
de enxofre (SO2) é um gás poluente emitido por veículos automotores que queimam
especialmente o diesel. As industrias que queimam combustíveis orgânicos (carvão,
petróleo), também o produzem e para o ser humano, animais e plantas é prejudicial, sendo altamente
tóxico, irritante, causa problemas para a respiração e agrava problemas
cardiovasculares. combinando com o oxigênio forma o
ácido sulfuroso e sulfúrico na atmosfera e é causador da chuva ácida. A equação representativa da reação é a seguinte:
Questões
1) (Adaptado) O anidrido sulfúrico (SO3) é
formado a partir da queima do enxofre por veículos automotores e
industrias que queimam compostos orgânicos e seus produtos são lançados na atmosfera
e se forma na presença
do oxigênio. Causa problemas respiratórios como bronquites, enfisema pulmonar,
e outras complicações como doenças cardiovasculares. Dada a reação:
Das fórmulas apresentadas abaixo, qual é
a expressão correta do Kc na
reação?
2) (Adaptado) O tetróxido de dinitrogênio (N2O4) é um gás
poluente da atmosfera terrestre, também é sinteticamente produzido a partir
da oxidação catalítica da amônia. Portanto, é utilizado em sínteses químicas e ainda como
propelente para foguetes. Entra em equilíbrio químico conforme a equação abaixo.
Qual é o valor da constante, em mol, quando atinge o equilíbrio, se foi usado 0,5 mol/ L de N2O4 (g) em equilíbrio com 2 mols/L de NO2 (g)?
Resolução
3) Sabendo que para o volume de 1 litro
as concentrações de N2O4 e NO2 são respectivamente
0,74mol/L e 0,52 mol/L. Calcule o valor em gramas do
produto da reação no momento em que entra em equilíbrio.
Aproveitando a reação do exercício anterior transformamos a massa do reagente e do produto de mol para gramas.
Quando na reação tiver sido gasto 68,08
g de N2O4 e Produzido 23,92 g de NO2, o produto elevado ao quadrado, dividido pelo
valor do reagente empregado, será o valor do momento que entra em equilíbrio: observe.
1º Transformando mol para grama.
Reagente
2º Utilizando a equação calcula-se o equilíbrio.
Entra em equilíbrio quando atingir 8,40 g.
4) Conforme o aspecto quantitativo, num recipiente de 1L a
100ºC, foi utilizado 10 mols de tetróxido de dinitrogênio que produziu 4 mols de dióxido de nitrogênio. Sabendo
que a proporção de produção é de 1 reagente N2O4, para dois de produto NO2
conforme a reação acima. Então 2 mols do reagente produziu 4 mols de produto
quando entrou em equilíbrio, e no final haviam 8 mols de reagentes e 4 mols de
produto. Pergunta-se: qual é a constante de
equilíbrio da reação?
A reação que acontece em um recipiente fechado com a capacidade de um litro, a 100 ºC é mostrada a seguir. A proporção de reagentes e produtos é de 1:2.
A proporção de mols utilizados como reagente = 2 e a quantidade de mols de produtos = 4, a sobra = 4, é a quantidade de mols no equilíbrio.
A constante de equilíbrio dada pela equação e será:
5) (Adaptado da Fei - SP) Dada a
reação, com as substâncias nas condições de temperatura e pressão em que se
encontra o sistema:
Escreva a
fórmula para calcular a constante de equilíbrio dessa reação:
No
sistema existem as seguintes concentrações de reagentes e produto nas seguintes
proporções,
SO3 = 0,1
mol/L,
O2 = 1,5
mol/L
SO2 = 1,0
mol/L
Calcule a constante de equilíbrio:
6) (UFC-CE) considerando um reservatório
mantido à temperatura constante, tem-se estabelecido o equilíbrio químico como na equação:
Sendo que as pressões parciais no equilíbrio
são PCl5 = 0,15 atm, PCl3 =
0,30 atm e PCl2 =
0,10 atm.
Assinale a alternativa correta para o
valor de Kp (em atm) da
reação:
a) 0,05
b) 0,10
c) 0,15
d) 0,20
e) 0,25
Resolução.
7) Observe o gráfico da variação da rapidez da reação até o equilíbrio.
Dos seis itens abaixo, assinale a alternativa incorreta.
a) no início de uma reação, a rapidez do consumo do reagente é rápida.
b) no início rapidez da inversão do produto é muito lenta.
c) no ponto de equilíbrio a reação inversa é mais rápida que a direta.
d) a reação continua se efetuando, vai diminuindo a rapidez da transformação do reagente.
e) a reação continuando vai aumentando a rapidez da reversão do produto.
f) finalmente no equilíbrio a rapidez do reagente e do produto se igualam.
8) Dada a equação química:
Assinale a alternativa em que a equação da constante de equilíbrio na formação da amônia está correta.
Questões
1) Sobre equilíbrios químicos podemos dizer que no equilíbrio químico as velocidades das reações:
a) diretas e inversas não são iguais.
b) diretas e inversas são proporcionais.
c) direta e inversas são alteradas
constantemente.
d) indiretas e inversas não
existem.
e) direta e inversas são iguais quando se aplica energia.
2) Num sistema formado por dois reagentes, em plena reação, e em equilíbrio, foi adicionado mais uma certa quantidade de um dos reagentes. O Sistema reagiu bruscamente saindo do equilíbrio o sistema:
a) reage e para bruscamente de funcionar.
b) não reage e continua em equilíbrio normalmente.
c) reage, restabelecendo o equilíbrio novamente.
d) desequilibra e é necessário aumentar a temperatura.
e) reage, neutralizando o reagente adicionado.
3) Uma das condições para haver o equilíbrio químico entre reagentes e produtos é:
a) estar num sistema aberto, onde há troca de matéria com o meio ambiente.
b) os reagentes e produtos estarem na mesma fase.
c) no equilíbrio os reagentes e os produtos reagirem indefinidamente.
d) estar num sistema fechado, onde não há troca de matéria com o meio ambiente.
e) o produto estar concentração elevada, para que acumulado, haja revertibilidade.
4) Numa reação 10 mol de dióxido de nitrogênio gasoso (NO2)(g) reagiu formando 3 mols de tetróxido de dinitrogênio gasoso (N2O4) (g). Pergunta-se qual é a quantidade de reagentes não transformados na reação?
a) 2,0 mols.
a) 3,0 mols.
a) 4,0 mols.
a) 2,5 mols.
a) 4,5 mols.
5) O gás hidrogênio ( H2) reage com o gás iodo (I2), a 400 °C formando o ácido iodídrico, que é utilizado na produção de iodetos orgânicos e inorgânicos e também do ácido acético ou vinagre. A reação da preparação do ácido iodídrico entra em equilíbrio por exemplo, quando 1 mol de H2 (g) reage com 2 mols de I2(g) que aqui está em excesso, produzindo 1,8 mols de HI.
Pergunta-se: quanto de gás hidrogênio e gás iodo sem reagir sobrou na reação, ao entrar em equilíbrio?
a) 0,2 e 0,9
b) 0,1 e 1,1
c) 1 e 2
d) 0,2 e 0,4
e) 0,9 e 1,1
6) Sabendo que para o volume de 1 litro as concentrações de N2O4 e NO2 são respectivamente 0,74mol/L e 0,52 mol/L. Calcule o valor em gramas do produto da reação no momento em que entra em equilíbrio.
a) 2,80 g.
b) 4,20 g.
c) 8,40 g.
d) 10,20 g.
e) 8,10 g.
7) (Adaptado) O tetróxido de dinitrogênio (N2O4) é um gás poluente da atmosfera terrestre, todavia também é sinteticamente produzido a partir da oxidação catalítica da amônia para utilidade humana. Portanto, é utilizado em sínteses químicas e ainda como propelente para foguetes. Entra em equilíbrio químico conforme a equação abaixo. Qual é o valor da constante em mol, quando atinge o equilíbrio?
a) 2,10
b) 5,40
c) 22,00
d) 12,40
e) 8,00
8) Com o aumento da concentração de um reagente na reação, há o deslocamento do equilíbrio químico?
a) não, não ocorre deslocamento nenhum.
b) sim, desloca para esquerda.
c) sim, ocorre deslocamento para a direita.
d) não pode haver deslocamento, porque baixa a pressão da reação.
e) sim, para a direita quando de adiciona um catalisador.
9) Os catalisadores aumentam a velocidade das reações químicas. Ao adicionar um catalisador numa reação, mesmo que este diminua a energia de ativação e aumente a velocidade da reação este:
a) desloca rapidamente o equilíbrio químico.
b) desloca o equilíbrio químico sempre para a esquerda.
c) não desloca o equilíbrio químico, nem altera a velocidade da reção.
d) não interfere no equilíbrio químico, mas proporciona um processo exotérmico.
e) não desloca o equilíbrio químico.
10) Dada a tabela abaixo:
Essa tabela indica que as reações:
a) são de substâncias diferentes com valores diferentes de K.
b) são de substâncias iguais com valores iguais de K.
c) não estão no equilíbrio químico.
c) são de substâncias diferentes com valores iguais de K.
e) de combustão. portanto possuem valores de K muito alto.
Bibliografia
Ser Protagonista Química, Ensino Médio 2º Ano 2015, 2017, edições SM. São Paulo 2ª ed. 2013.
Química, João Usberco, Físico Química vol. 2, P. 371.
Química, Ricardo Feltre, Físico-Química, vol.2 6ª ed.São Paulo 2004. Editora Moderna.
Química - Ciências da Natureza, Ensino Médio, 3ª série. Caderno do professor e do aluno volume 1, edição de 2017.
Química vol. 2, João Usberco, Edgard Salvador - Físico Química 13ª ed. 2014 Editora Saraiva.
Equilíbrio Químico - CCEADD PUC-Rio
web.ccead.puc-rio.br/condigital/mvsl/.../conteudo/SL_equilíbrio_quimico.pdf
Martha Reis marques da Fonseca. Química Volume 2, Meio Ambiente, Cidadania, Tecnologia. Editora FTD 1ª ed, São Paulo, 2010.
Equilíbrio Químico - proquímica
proquimica.igm.unicamp.br/introteo.htm
Química vol. 2 Ensino Médio, Eduardo Fleury Mortimer, Andrea Horta Machado, 2ª edição São Paulo, 2014. Editora Scipione.
Química o Homem e a Natureza, vol. 2 Físico Química, Jose Geraldo Covre, Editora FTD, São Paulo 2000.
Química Cidadã vol.2, Pequis - Projeto de Ensino se Química e Sociedade 2ª Ano. Wildson Luis Pereira Dos Santos, Gerson de Souza Mól, Siland Meiry França Dib, Roseli Takako Matsunaga, Sandra Maria de Oliveira Santos, Eliane Nilvana F. de Castro, Gentil de Souza Silva, Silvia Barbosa Farias. Editora AJS, São Paulo 2013, 2ª edição.
Química na Abordagem do Cotidiano. Francisco Miragaia Peruzzo, Eduardo Leite do Canto, Físico-Química, Vol 2, 4ª Edição, Editora Moderna, São Paulo 2010.
Química Na Abordagem Do Cotidiano - Tito e Canto Vol. 2, Editora Moderna, 2ª edição 1999 - São Paulo SP.
Download do arquivo - Projeto Medicina
projeto medicina. com.br/...deslocamento_de_equilíbrio_quimica_exercicios_gabarito...
Victor Nehmi. Química, Volume Único. Editora Ática, São Paulo 1995.
