1. Química Geral – Professor Sandro Greco
Equilíbrio químico
• O N2O4 congelado é incolor. À temperatura ambiente, ele se decompõe em NO2 marrom;
• Em um determinado momento, a cor pára de se alterar e temos a mistura de N2O4 e NO2;
N2O4(g) → 2NO2(g).
Equilíbrio químico é o ponto em que as concentrações de todas as espécies são constantes.
Utilizando o modelo de colisão:
–À medida que a quantidade de NO2 aumenta, há uma chance de duas moléculas de NO2 se
colidirem para formar NO2.
–No início da reação, não existe nenhum NO2, então não ocorre a reação inversa (2NO2(g) →
N2O4(g)).

2. Química Geral – Professor Sandro Greco
Conceito de equilíbrio
•No equilíbrio, tanto de N2O4 reage para formar NO2 quanto de NO2 reage para
formar outra vez N2O4:
N2O4 (g) NO2 (g)
A seta dupla significa que o processo é dinâmico
Demonstração do processo dinâmico do equilíbrio químico
Fe(H2O)63+(aq.) + SCN -(aq.) Fe(H2O)5(SCN)2+(aq.) + H2O(l)
incolor incolor vermelho-alaranjado
Fe(H2O)63+(aq.) + S14CN -(aq.) Fe(H2O)5(S14CN)2+(aq.) + H2O(l)
radioativo
Após análise observa-se que o íon tiocianato radioativo está incorporado ao Fe(H2O)5(S14CN)2+ (aq)
Fe(H2O)5(SCN)2+(aq.) + H2O(l) Fe(H2O)63+(aq.) + SCN -(aq.)
•Considere
Reação direta: A → B Velocidade = kf[A]
Reação inversa: B → A Velocidade = kr[B]
No equilíbrio kf[A] = kr[B].

3. Química Geral – Professor Sandro Greco
PARA UM EQUILÍBRIO ESCREVEMOS
•À medida que a reação progride
–[A] diminui para uma constante,
–[B] aumenta de zero para uma constante.
Quando [A] e [B] são constantes, o equilíbrio é alcançado
•Alternativamente:
–kf[A] diminui para uma constante,
–kr[B] aumenta de zero para uma constante.
Quando kf[A] = kr[B], o equilíbrio é alcançado
PREPARAÇÃO DE AMÔNIA: O PROCESSO DE HABER
N2(g) + 3H2(g) 2NH3 (g)
•Se começarmos com uma mistura de nitrogênio e hidrogênio (em quaisquer proporções), a
reação alcançará o equilíbrio com uma concentração constante de nitrogênio, hidrogênio e
amônia. No entanto, se começarmos apenas com amônia e nenhum nitrogênio ou hidrogênio, a
reação prosseguirá e N2 e H2 serão produzidos até que o equilíbrio seja alcançado.
Não importa a composição inicial de reagentes e produtos, a mesma proporção de
concentrações é alcançada no equilíbrio.

4. Química Geral – Professor Sandro Greco
A constante de equilíbrio
PARA UMA REAÇÃO GERAL NA FASE GASOSA
aA + bB cC + dD
Coeficientes estequiométricos
PCc x PDd Lei dos Gases
Keq =
PAa x PBb P. V = n . R . T P= n .R.T
V
onde Keq é a constante de equilíbrio
PARA UMA REAÇÃO GERAL
aA + bB cC + dD
C c x Dd
Keq = = concentração molar
Aax B b
DETERMINAÇÃO DO VALOR NUMÉRICO DE Keq
N2O4 (g) NO2 (g)

5. Química Geral – Professor Sandro Greco
MODIFICAÇÕES DAS EXPRESSÕES DA CONSTANTE DE EQUILÍBRIO
•A CONSTANTE DE EQUILÍBRIO PARA O SENTIDO INVERSO É O INVERSO DAQUELA PARA O SENTIDO DIRETO.
•QUANDO UMA REAÇÃO É MULTIPLICADA POR UM NÚMERO, A CONSTANTE DE EQUILÍBRIO É ELEVADA
ÀQUELA POTÊNCIA.

6. Química Geral – Professor Sandro Greco
•A CONSTANTE DE EQUILÍBRIO PARA UMA REAÇÃO QUE É A SOMA DE OUTRAS REAÇÕES É O PRODUTO DAS
CONSTANTES DE EQUILÍBRIO PARA AS REAÇÕES INDIVIDUAIS.
Equilíbrios heterogêneos
•Quando todos os reagentes e produtos estão em uma fase, o equilíbrio é homogêneo;
•Se um ou mais reagentes ou produtos estão em uma fase diferente, o equilíbrio é
heterogêneo.
•Considere:
CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g)
Experimentalmente, a quantidade de CO2 não parece depender
das quantidades de CaO e CaCO3. Por quê?

7. Química Geral – Professor Sandro Greco
•A concentração de um sólido ou um líquido puro é sua densidade dividida pela massa
molar;
•Nem a densidade nem a massa molar é uma variável, as concentrações de sólidos e
líquidos puros são constantes.
•Ignoramos as concentrações de líquidos puros e sólidos puros nas expressões das
constantes de equilíbrio;
•A quantidade de CO2 formada não dependerá muito das quantidades de CaO e
CaCO3 presentes.
ORDEM DE GRANDEZA DA CONSTANTE DE EQUILÍBRIO
C c x Dd
aA + bB cC + dD Keq =
Aa x B b
•A constante de equilíbrio, K, é a razão entre produtos e reagentes;
•Conseqüentemente, quanto maior for K, mais produtos estarão presentes no
equilíbrio;
•De modo inverso, quanto menor for K, mais reagentes estarão presentes no equilíbrio.

8. Química Geral – Professor Sandro Greco
Aplicações das constantes de equilíbrio
PREVENDO O SENTIDO DO DESLOCAMENTO DO EQUILÍBRIO QUÍMICO
C c x Dd
aA + bB cC + dD Q=
Aa x B b
Q - Quociente reacional
•Se Q > K, então a reação inversa deve ocorrer para atingir o equilíbrio (ex., produtos
são consumidos, reagentes são formados, o numerador na expressão da constante de
equilíbrio diminui e Q diminui até se igualar a K);
•Se Q < K, então a reação direta deve ocorrer para atingir o equilíbrio.
Exemplo:
Butano Isobutano
Kc = Q = Isobutano = 2,50 a 298K
Butano

9. Química Geral – Professor Sandro Greco
Cálculo das constantes de equilíbrio
PROCEDA DO SEGUINTE MODO
–Coloque em uma tabela as concentrações iniciais e no equilíbrio (ou pressões parciais)
fornecidas;
–Se a concentração inicial e no equilíbrio é fornecida para uma espécie, calcule a
variação na concentração;
–Use a estequiometria na linha de variação da concentração apenas para calcular as
variações nas concentrações de todas as espécies;
–Deduza as concentrações no equilíbrio de todas as espécies.
Normalmente, a concentração inicial de produtos é zero. (Este não é sempre o caso.)

10. Química Geral – Professor Sandro Greco
Princípio de Le Châtelier
SE UM SISTEMA EM EQUILÍBRIO É PERTURBADO, O SISTEMA SE DESLOCARÁ
DE TAL FORMA QUE A PERTUBAÇÃO SEJA NEUTRALIZADA.
TIPOS DE PERTURBAÇÃO DO EQUILÍBRIO DINÂMICO
(1) alteração da temperatura;
(2) alteração da concentração de reagentes ou produtos;
(3) alteração de volume;
(4) efeito do catalisador
Considere a produção de amônia
N2(g) + 3H2(g) 2NH3 (g)
•À medida que a pressão aumenta, a quantidade de amônia presente no equilíbrio
aumenta;
•À medida que a temperatura diminui, a quantidade de amônia no equilíbrio aumenta.
Isso pode ser previsto?

11. Química Geral – Professor Sandro Greco
Variação nas concentrações de reagentes ou produto
A ADIÇÃO DE UM REAGENTE OU PRODUTO DESLOCA O EQUILÍBRIO PARA LONGE DO AUMENTO
N2(g) + 3H2(g) 2NH3 (g)
•Se H2 é adicionado enquanto o sistema está em equilíbio, o sistema deve responder
para neutralizar o H2 adicionado (por Le Châtelier);
•O sistema deve consumir o H2 e levar aos produtos até que um novo equilíbrio seja
estabelecido;
Portanto, a [H2] e a [N2] diminuirão e a [NH3] aumentará
•Para otimizar a quantidade de produto no equilíbrio, precisamos inundar o recipiente
de reação com reagente e continuamente remover o produto (Le Châtelier).
Ilustramos o conceito com a preparação industrial da amônia

12. Química Geral – Professor Sandro Greco
Efeitos das variações de volume e pressão
•À medida que se diminui o volume, a pressão aumenta;
•O Princípio de Le Châtelier: aumenta-se a pressão, o sistema deslocará no sentido de
neutralizar o aumento. Isto é, o sistema desloca no sentido de remover os gases e
diminuir a pressão;
•Um aumento na pressão favorece o sentido que tenha menos quantidade de matéria de
gás;
•Em uma reação com a mesma quantidade de matéria de produtos e reagentes gasosos,
a pressão não tem nenhum efeito.
2 NO2 N2O4
castanho incolor
•Um aumento na pressão (através da diminuição do volume) favorece a formação de
N2O4 incolor;
•No instante em que a pressão aumenta, o sistema não está em equilíbrio e a
concentração de ambos os gases aumentou;
•O sistema se desloca no sentido de reduzir a quantidade de matéria de gás (assim,b a
reação direta é favorecida).

13. Química Geral – Professor Sandro Greco
Efeito das variações de temperatura
•A constante de equilíbrio depende da temperatura;
•Para uma reação endotérmica, ∆H > 0 e o calor pode ser considerado um reagente;
•Para uma reação exotérmica, ∆H < 0 e o calor pode ser considerado um produto.
Co(H2O)62+(aq) + 4 Cl -(aq) CoCl42-(aq) + 6 H2O (l) ∆H 0
rosa-claro azul-escuro
–Se uma mistura púrpura clara, em equilíbrio e a temperatura ambiente é colocada em
um béquer de água quente, a mistura fica azul escura.
–Uma vez que o ∆H > 0 (endotérmico), a adição de calor favorece a reação direta, neste
caso, a formação de CoCl42- azul.
–Se a mistura em equilíbrio, à temperatura ambiente é colocada em um béquer de água
gelada, a mistura fica rosa clara.
–Uma vez que o ∆H > 0, a remoção de calor favorece a reação inversa, que é a formação
de Co(H2O)62+ rosa.

14. Química Geral – Professor Sandro Greco
•A adição de calor (por ex. o aquecimento do recipiente) favorece a reação no sentido
contrário ao:
–se ∆H > 0, a adição de calor favorece a reação direta,
–se ∆H < 0, a adição de calor favorece a reação inversa.
•A remoção de calor (por ex. o resfriamento do recipiente), favorece a reação no sentido
da diminuição:
–se ∆H > 0, o resfriamento favorece a reação inversa,
–se ∆H < 0, o resfriamento favorece a reação direta.
Efeito do catalisador
•Um catalisador reduz a barreira de energia de ativação para a reação;
•Conseqüentemente, um catalisador diminuirá o tempo gasto para alcançar o
equilíbrio;
•Um catalisador não afeta a composição da mistura em equilíbrio.