Equilíbrio Químico

Carolina Batista

Professora de Química

O equilíbrio químico é um fenômeno que acontece nas reações químicas reversíveis entre reagentes e produtos.

Quando uma reação é direta, está transformando reagentes em produtos. Já quando ela ocorre de maneira inversa, os produtos estão transformando-se em reagentes.

$aA espaço mais espaço bB espaço arpão para a direita sobre arpão para a esquerda espaço cC espaço mais espaço dD$

Para ocorrer um equilíbrio químico é necessário que:

a temperatura seja constante
o sistema não tenha trocas com o ambiente

Quando um ponto de equilíbrio é atingido nas reações reversíveis tem-se:

a velocidade das reações direta e inversa iguais.
a concentração constante das substâncias presentes na reação.

O equilíbrio químico é medido por duas grandezas: a constante de equilíbrio e o grau de equilíbrio.

Ele pode ser alterado quando ocorre mudanças de: concentração, temperatura, pressão e uso de catalisadores.

Reações Químicas Reversíveis

Exemplo de equação química: $2 reto H com 2 subscrito espaço mais espaço reto O com 2 subscrito espaço seta para a direita espaço 2 reto H com 2 subscrito reto O$

No primeiro membro (antes da seta) aparecem os reagentes, ou seja, as substâncias que entram na reação.

No segundo membro (depois da seta) estão os produtos, isto é, as substâncias que foram formadas pela reação.

Em uma reação reversível ela pode ocorrer nos dois sentidos (representado por $seta para a direita sobre seta para a esquerda$ ):

$reto N com 2 subscrito espaço mais espaço 3 reto H com 2 subscrito espaço seta para a direita sobre seta para a esquerda espaço 2 NH com 3 subscrito$

Assim, nas reações diretas os reagentes formam produtos (reagentes → produtos). Já nas reações inversas, os produtos formam reagentes (produtos → reagentes).

Gráficos de Equilíbrio Químico

Podemos expressar o equilíbrio químico graficamente utilizando as variáveis velocidade e concentração (eixo y) em função do tempo (eixo x).

O equilíbrio é observado graficamente quando as linhas do gráfico se tornam horizontais, tanto para velocidade quanto para a concentração.

Velocidade x tempo

Observamos que v₁vai diminuindo à medida que os reagentes se transformam em produtos. Já v₂aumenta quando os produtos estão sendo formados.

Ao atingir o equilíbrio químico, a velocidade das reações direta e inversa se tornam iguais.

Concentração x tempo

Observamos que a concentração dos reagentes é máxima e diminui porque eles estão sendo transformados em produtos. Já a concentração dos produtos parte do zero (porque no início da reação só haviam reagentes) e vai crescendo a medida que estão sendo criados.

Quando o equilíbrio químico é atingido, a concentração das substâncias presentes na reação é constante, mas não necessariamente iguais.

Tipos de Equilíbrio Químico

Sistemas homogêneos

São aqueles que os componentes do sistema, reagentes e produtos, encontram-se na mesma fase.

Sistemas gasosos

$2 NO com parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço mais espaço Cl com 2 parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço seta para a direita sobre seta para a esquerda espaço 2 NOCl com parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito$

Soluções

$CH com 3 subscrito COOH com parêntese esquerdo aq parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço mais espaço reto C com 2 subscrito reto H com 5 subscrito OH com parêntese esquerdo aq parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço seta para a direita sobre seta para a esquerda espaço CH com 3 subscrito COOC com 2 subscrito reto H com 5 subscrito com parêntese esquerdo aq parêntese direito espaço subscrito fim do subscrito mais espaço reto H com 2 subscrito reto O com parêntese esquerdo reto l parêntese direito subscrito fim do subscrito$

Sistemas heterogêneos

Os componentes da reação, reagentes e produtos, estão em mais de uma fase.

$Sn com parêntese esquerdo reto s parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço mais espaço 2 reto H à potência de mais com parêntese esquerdo aq parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço seta para a direita sobre seta para a esquerda espaço Sn à potência de 2 mais fim do exponencial com parêntese esquerdo aq parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço mais espaço reto H com 2 parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito$

Constante de Equilíbrio (K)

A constante de equilíbrio (K_c) é uma grandeza que caracteriza o equilíbrio químico levando em consideração os aspectos cinéticos das reações químicas e as soluções em equilíbrio dinâmico.

No equilíbrio químico, as taxas de reação de um sentido de reação e seu inverso devem ser iguais.

Sendo assim, foi estabelecido que a constante de equilíbrio é obtida por:

$reto K espaço igual a espaço numerador parêntese recto esquerdo produtos parêntese recto direito sobre denominador parêntese recto esquerdo reagentes parêntese recto direito fim da fração$

O valor de K varia conforme a temperatura.

Constante de equilíbrio em função da concentração (K_c)

Dada a equação química: $aA espaço mais espaço bB espaço arpão para a direita sobre arpão para a esquerda espaço cC espaço mais espaço dD$

Expressamos a constante de equilíbrio da seguinte forma:

$reto K com reto c subscrito espaço igual a espaço numerador parêntese recto esquerdo reto C parêntese recto direito à potência de reto c espaço. espaço parêntese recto esquerdo reto D parêntese recto direito à potência de reto d sobre denominador parêntese recto esquerdo reto A parêntese recto direito à potência de reto a espaço. espaço parêntese recto esquerdo reto B parêntese recto direito à potência de reto b fim da fração$

Sendo que:

[ ] é a concentração em mol/L
a, b, c e d são os coeficientes estequiométricos

Exemplo:

Equação química	Constante de equilíbrio K_c
$reto N com 2 subscrito com parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço mais espaço 3 reto H com 2 subscrito com parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço seta para a direita sobre seta para a esquerda espaço 2 NH com 3 subscrito com parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito$	$reto K com reto c subscrito espaço igual a espaço numerador parêntese recto esquerdo NH com 3 subscrito parêntese recto direito à potência de espaço 2 fim do exponencial sobre denominador parêntese recto esquerdo reto N com 2 subscrito parêntese recto direito espaço à potência de 1 espaço. espaço parêntese recto esquerdo reto H com 2 subscrito parêntese recto direito à potência de espaço 3 fim do exponencial fim da fração$

Equação química

Constante de equilíbrio K_c

reto N com 2 subscrito com parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço mais espaço 3 reto H com 2 subscrito com parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço seta para a direita sobre seta para a esquerda espaço 2 NH com 3 subscrito com parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito

reto K com reto c subscrito espaço igual a espaço numerador parêntese recto esquerdo NH com 3 subscrito parêntese recto direito à potência de espaço 2 fim do exponencial sobre denominador parêntese recto esquerdo reto N com 2 subscrito parêntese recto direito espaço à potência de 1 espaço. espaço parêntese recto esquerdo reto H com 2 subscrito parêntese recto direito à potência de espaço 3 fim do exponencial fim da fração

Atribuindo, por exemplo, valores para as concentrações temos:

Concentrações	Cálculo da constante de equilíbrio K_c
[N₂] = 0,20 mol/L	$reto K com reto c subscrito espaço igual a espaço numerador parêntese recto esquerdo 0 vírgula 60 parêntese recto direito à potência de espaço 2 fim do exponencial sobre denominador parêntese recto esquerdo 0 vírgula 20 parêntese recto direito espaço. espaço parêntese recto esquerdo 0 vírgula 20 parêntese recto direito à potência de espaço 3 fim do exponencial fim da fração reto K com reto c subscrito igual a espaço 225$
[H₂] = 0,20 mol/L
[NH₃] = 0,60 mol/L

Outros exemplos:

Equações químicas	Constante de equilíbrio (K_c)
$CaO com parêntese esquerdo reto s parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço mais espaço CO com 2 parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço seta para a direita sobre seta para a esquerda espaço CaCO com 3 parêntese esquerdo reto s parêntese direito subscrito fim do subscrito$ componentes: sólido e gás	$reto K com reto c subscrito espaço igual a espaço numerador 1 sobre denominador parêntese recto esquerdo CO com 2 subscrito parêntese recto direito fim da fração$
$CO com 2 parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço mais espaço reto H com 2 parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço seta para a direita sobre seta para a esquerda espaço CO com parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço mais espaço reto H com 2 subscrito reto O com parêntese esquerdo reto l parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço$ componentes: líquido e gás	$reto K com reto c subscrito espaço igual a espaço numerador parêntese recto esquerdo CO parêntese recto direito sobre denominador parêntese recto esquerdo CO com 2 subscrito parêntese recto direito espaço espaço. espaço parêntese recto esquerdo reto H com 2 subscrito parêntese recto direito fim da fração$
$Ag à potência de mais com parêntese esquerdo aq parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço mais espaço 2 NH com 3 parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço seta para a direita sobre seta para a esquerda espaço Ag parêntese esquerdo NH com 3 subscrito parêntese direito com 2 subscrito à potência de mais com parêntese esquerdo aq parêntese direito subscrito fim do subscrito$ componentes: solução aquosa e gás	$reto K com reto c subscrito espaço igual a espaço numerador parêntese recto esquerdo Ag parêntese esquerdo NH com 3 subscrito parêntese direito com 2 subscrito à potência de mais parêntese recto direito sobre denominador parêntese recto esquerdo Ag à potência de mais parêntese recto direito espaço espaço. espaço parêntese recto esquerdo NH com 3 subscrito parêntese recto direito ao quadrado fim da fração$

Observe que quando na reação tivermos algum componente no estado sólido ou um líquido puro, como a água, as concentrações dessas substâncias não participam do cálculo da constante e são substituídas pelo número 1.

Constante de equilíbrio em função das pressões parciais (K_p)

É utilizada quando pelo menos um dos participantes da reação está no estado gasoso e as quantidades são expressas em termos de pressões parciais.

$reto K com reto p subscrito espaço igual a espaço numerador parêntese esquerdo p com reto C subscrito parêntese direito à potência de reto c espaço. espaço parêntese esquerdo p com reto D subscrito parêntese direito à potência de reto d sobre denominador parêntese esquerdo p com reto A subscrito parêntese direito à potência de reto a espaço. espaço parêntese esquerdo p com reto B subscrito parêntese direito à potência de reto b fim da fração$

Exemplo: equilíbrio homogêneo (todos os componentes são gases)

Equação química	Constante de equilíbrio K_p
$reto N com 2 subscrito com parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço mais espaço 3 reto H com 2 subscrito com parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço seta para a direita sobre seta para a esquerda espaço 2 NH com 3 subscrito com parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito$	$reto K com reto p subscrito espaço igual a espaço numerador p à potência de itálico 2 com NH com 3 subscrito subscrito fim do subscrito sobre denominador p com reto N com 2 subscrito subscrito fim do subscrito itálico espaço itálico. itálico espaço itálico espaço p à potência de itálico 3 com H com itálico 2 subscrito subscrito fim do subscrito fim da fração$

Outros exemplos: equilíbrio heterogêneo (componentes em mais de uma fase)

Equações químicas	Constante de equilíbrio K_p
$2 reto C com parêntese esquerdo reto s parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço mais espaço reto O com 2 subscrito com parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço seta para a direita sobre seta para a esquerda espaço 2 CO com parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito$ componentes: sólido e gás	$reto K com reto p subscrito espaço igual a espaço p à potência de itálico 2 com CO subscrito sobre p com reto O com 2 subscrito subscrito fim do subscrito$
$Zn com parêntese esquerdo reto s parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço mais espaço 2 HCl com parêntese esquerdo aq parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço seta para a direita sobre seta para a esquerda espaço ZnCl com 2 parêntese esquerdo aq parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço mais espaço reto H com 2 parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito$ componentes: sólido, solução aquosa e gás	$reto K com reto p subscrito espaço igual a espaço p com reto H com 2 subscrito subscrito fim do subscrito espaço$

Equações químicas

Constante de equilíbrio K_p

$2 reto C com parêntese esquerdo reto s parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço mais espaço reto O com 2 subscrito com parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço seta para a direita sobre seta para a esquerda espaço 2 CO com parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito$

componentes: sólido e gás

reto K com reto p subscrito espaço igual a espaço p à potência de itálico 2 com CO subscrito sobre p com reto O com 2 subscrito subscrito fim do subscrito

$Zn com parêntese esquerdo reto s parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço mais espaço 2 HCl com parêntese esquerdo aq parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço seta para a direita sobre seta para a esquerda espaço ZnCl com 2 parêntese esquerdo aq parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço mais espaço reto H com 2 parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito$

componentes: sólido, solução aquosa e gás

reto K com reto p subscrito espaço igual a espaço p com reto H com 2 subscrito subscrito fim do subscrito espaço

Observe que para o cálculo de K_p apenas os gases participam.

Relação entre K_ce K_p

_{$reto K com reto p subscrito espaço igual a espaço reto K com reto c subscrito espaço reto x espaço parêntese esquerdo espaço reto R espaço reto x espaço reto T espaço parêntese direito à potência de incremento reto n fim do exponencial$}

Sendo que:

K_p é a constante de equilíbrio em função das pressões parciais
K_cé a constante de equilíbrio em função das concentrações
R é a constante dos gases e utilizamos $começar estilo em linha 0 vírgula 082 numerador atm. espaço reto L sobre denominador mol espaço. espaço reto K fim da fração fim do estilo$ quando a pressão parcial é expressa em atm
T é a temperatura em Kelvin ( $º reto C espaço mais espaço 273$ )
Δn é a variação do número de mols (mols dos produtos - mols dos reagentes) e apenas leva em consideração os coeficientes das substâncias no estado gasoso.

Exemplo:

Equação química	Constante de equilíbrio K_p
$2 SO com 2 parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço mais espaço reto O com 2 subscrito com parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço seta para a direita sobre seta para a esquerda espaço 2 SO com 3 parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito$ sendo, por exemplo, T = 300 K e K_c = 225	$reto K com reto p subscrito espaço igual a espaço reto K com reto c subscrito espaço espaço espaço espaço reto x espaço parêntese esquerdo espaço reto R espaço reto x espaço reto T espaço parêntese direito à potência de incremento reto n fim do exponencial reto K com reto p subscrito espaço igual a espaço 225 espaço reto x espaço parêntese esquerdo espaço 0 vírgula 082 espaço reto x espaço 300 espaço parêntese direito à potência de abre colchetes 2 menos parêntese esquerdo 2 mais 1 parêntese direito fecha colchetes fim do exponencial reto K com reto p subscrito espaço igual a espaço 225 espaço reto x espaço parêntese esquerdo espaço 0 vírgula 082 espaço reto x espaço 300 espaço parêntese direito à potência de menos 1 fim do exponencial$

Equação química

Constante de equilíbrio K_p

$2 SO com 2 parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço mais espaço reto O com 2 subscrito com parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço seta para a direita sobre seta para a esquerda espaço 2 SO com 3 parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito$

sendo, por exemplo, T = 300 K e K_c = 225

reto K com reto p subscrito espaço igual a espaço reto K com reto c subscrito espaço espaço espaço espaço reto x espaço parêntese esquerdo espaço reto R espaço reto x espaço reto T espaço parêntese direito à potência de incremento reto n fim do exponencial reto K com reto p subscrito espaço igual a espaço 225 espaço reto x espaço parêntese esquerdo espaço 0 vírgula 082 espaço reto x espaço 300 espaço parêntese direito à potência de abre colchetes 2 menos parêntese esquerdo 2 mais 1 parêntese direito fecha colchetes fim do exponencial reto K com reto p subscrito espaço igual a espaço 225 espaço reto x espaço parêntese esquerdo espaço 0 vírgula 082 espaço reto x espaço 300 espaço parêntese direito à potência de menos 1 fim do exponencial

Grau de Equilíbrio

O grau de equilíbrio (α) corresponde ao rendimento de uma reação química por meio da relação entre o reagente e a quantidade de mols desse reagente.

Dessa forma, o grau de equilíbrio indica a porcentagem em mols de uma substância até atingir o equilíbrio químico.

$alfa espaço igual a espaço numerador parêntese esquerdo número espaço de espaço mols espaço que espaço reagiu parêntese direito sobre denominador parêntese esquerdo número espaço inicial espaço de espaço mols parêntese direito fim da fração$

Note que quanto maior for o grau de equilíbrio, maior a chance da reação atingir o equilíbrio.

Exemplo:

Dada a equação química: $reto A espaço mais espaço reto B espaço seta para a direita sobre seta para a esquerda espaço reto C$

Supondo que a reação inicia com 100 mols de A. Se, ao chegarmos ao equilíbrio, ainda houver 20 mols de A sem reagir, qual o grau de equilíbrio ele relação ao reagente A?

Resolução: Como no equilíbrio ainda há 20 mols de A, significa que a quantidade que reagiu foi de 80 mols. Aplicando na fórmula de grau de equilíbrio, temos:

$reto alfa espaço igual a espaço 80 sobre 100 reto alfa espaço igual a espaço 0 vírgula 8 espaço espaço espaço ou espaço espaço reto alfa sinal de percentagem espaço igual a espaço 80 sinal de percentagem espaço$

Para o grau de equilíbrio, temos que:

$0 espaço menor que espaço reto alfa espaço menor que espaço 1 espaço$
$0 espaço menor que espaço reto alfa sinal de percentagem espaço menor que espaço 100 sinal de percentagem$

Quanto maior o valor de α, maior é o caminho percorrido pela reação até chegar o equilíbrio.

Leis do Equilíbrio Químico

Lei de ação das massas

A previsão de como o equilíbrio químico é estabelecido foi determinada em 1864 pelos cientistas noruegueses Cato Maximilian Guldberg e Peter Waage. Após observar os aspectos cinéticos das reações reversíveis, eles concluíram que:

“A velocidade de uma reação é diretamente proporcional ao produto das concentrações molares dos reagentes, quando estes estão elevados a expoentes, que são os seus respectivos coeficientes estequiométricos.”

A constante de equilíbrio (K_c) foi criada em termos de concentrações molares dos participantes da reação e essa expressão recebe o nome de lei da ação das massas ou lei Guldberg-Waage.

Princípio de Le Chatelier

O químico francês Henry Louis Le Chatelier, em 1884, observando as alterações das propriedades físicas e químicas de um equilíbrio químico fez a seguinte generalização:

“Quando um fator externo age sobre um sistema em equilíbrio, este se desloca, sempre no sentido de minimizar a ação do fator aplicado.”

Segundo Le Chatelier, quando mudamos alguma propriedade de um sistema em equilíbrio, a alteração faz com que o sistema busque uma forma de minimizar essa modificação e um novo equilíbrio é formado quando a velocidade das reações direta e inversa se igualam e as concentrações das substâncias das reações tornam-se novamente constantes.

Pelo seu empenho em desenvolver estudos nessa área, Le Chatelier sempre é lembrado quando se fala em equilíbrio químico.

Deslocamento do Equilíbrio Químico

O deslocamento de equilíbrio corresponde a uma alteração da velocidade de uma reação direta ou inversa. Como enuncia o princípio de Le Chatelier, sempre que uma alteração ocorrer no equilíbrio ele se desloca a fim de minimizar essa pertubação.

O resultado desses deslocamentos gera um novo estado de equilíbrio no sistema químico. Além da concentração, a pressão e a temperatura influenciam nesse processo. Já o uso de catalisadores faz com que o equilíbrio seja atingido de maneira mais rápida.

Influência da concentração

Quando aumentamos a quantidade de uma substância (reagente ou produto) em uma reação, o equilíbrio se desloca para ser restabelecido, transformando essa substância.

Da mesma forma, se retirarmos uma substância da reação, diminuindo sua quantidade, o equilíbrio é restabelecido produzindo mais dessa substância.

Influência da temperatura

Quando se diminui a temperatura de um sistema, desloca-se o equilíbrio liberando mais energia, ou seja, a reação exotérmica é favorecida.

Da mesma forma, ao aumentar a temperatura, o equilíbrio é restabelecido absorvendo energia, favorecendo a reação endotérmica.

Influência da pressão

O aumento da pressão total faz com que o equilíbrio se desloque para o sentido do menor volume.

Mas, se diminuirmos a pressão total, o equilíbrio tende a se deslocar para o sentido do maior volume.

Exemplo:

Dada a equação química: $espaço espaço espaço espaço espaço espaço com espaço espaço espaço espaço espaço espaço espaço espaço espaço espaço espaço espaço espaço espaço espaço espaço espaço espaço espaço espaço espaço espaço espaço espaço espaço espaço espaço espaço exo subscrito fim do subscrito reto N com 2 parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço mais espaço 3 reto H com 2 parêntese esquerdo reto g parêntese direito espaço subscrito fim do subscrito espaço seta para a direita sobre seta para a esquerda espaço espaço espaço espaço 2 espaço NH com 3 parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço espaço espaço espaço espaço espaço espaço espaço espaço espaço espaço espaço espaço espaço espaço espaço espaço espaço espaço espaço espaço espaço espaço espaço espaço espaço espaço à potência de endo$

Concentração: aumentando a quantidade de N₂na reação, o equilíbrio se desloca para direita, formando mais produto.
Temperatura: aumentando a temperatura, o equilíbrio se desloca para esquerda, favorecendo a reação endotérmica (absorvendo energia) e formando mais reagentes.
Pressão: aumentando a pressão, o equilíbrio se desloca para direita, que tem menor volume (número de mols).

Influência do catalisador

Quando adicionamos um catalisador ao sistema, essa substância aumentará a velocidade das reações direta e inversa, diminuindo então o tempo necessário para que o equilíbrio químico seja atingido, mas não altera a concentração das substâncias.

Cálculos de Equilíbrio Químico

Aproveite as questões abaixo para ver como os cálculos que envolvem equilíbrio químico são abordados nos vestibulares e o passo a passo para resolver as questões.

Cálculo da constante de equilíbrio K_c

1. (PUC-RS) Um equilíbrio envolvido na formação da chuva ácida está representado pela equação:

2 SO₂_(g)+ O_{2 (g)} → 2 SO_{3 (g)}

Em um recipiente de 1 litro, foram misturados 6 mols de dióxido de enxofre e 5 mols de oxigênio. Depois de algum tempo, o sistema atingiu o equilíbrio; o número de mols de trióxido de enxofre medido foi 4. O valor aproximado da constante de equilíbrio é:

a) 0,53.
b) 0,66.
c) 0,75.
d) 1,33.
e) 2,33.

Ver Resposta

Resposta correta: d) 1,33.

1º passo: interpretar os dados da questão.

	2 SO₂_(g)+ O_{2 (g)} → 2 SO_{3 (g)}
início	6 mols	5 mols	0
reage e é produzido
no equilíbrio			4 mols

A proporção estequiométrica da reação é 2:1:2

Então, reagiram 4 mols de SO₂e 2 mols de O₂para produzir 4 mols de SO₃.

2º passo: calcular o resultado obtido.

	2 SO₂_(g)+ O_{2 (g)} → 2 SO_{3 (g)}
início	6 mols	5 mols	0
reage (-) e é produzido (+)	$espaço espaço espaço à potência de menos em moldura circular fim do exponencial 4 espaço mols$	$espaço espaço espaço à potência de menos em moldura circular fim do exponencial 2 espaço mols$	$espaço espaço espaço à potência de mais em moldura circular fim do exponencial 4 espaço mols$
no equilíbrio	2 mols	3 mols	4 mols

O volume dado é de 1 L. Sendo assim, a concentração das substâncias continua com o mesmo valor do número de mols, pois a concentração molar é:

$reto C com reto m subscrito espaço igual a espaço numerador número espaço de espaço mols sobre denominador volume espaço parêntese esquerdo reto L parêntese direito fim da fração$

SO₂	O₂	SO₃
$reto C com reto m subscrito espaço igual a espaço numerador 2 espaço mols sobre denominador 1 espaço reto L fim da fração igual a espaço 2 espaço mols dividido por reto L$	$reto C com reto m subscrito espaço igual a espaço numerador 3 espaço mols sobre denominador 1 espaço reto L fim da fração igual a espaço 3 espaço mols dividido por reto L$	$reto C com reto m subscrito espaço igual a espaço numerador 4 espaço mols sobre denominador 1 espaço reto L fim da fração igual a espaço 4 espaço mols dividido por reto L$

3º passo: calcular a constante.

$reto K com reto c subscrito espaço igual a espaço numerador parêntese recto esquerdo SO com 3 subscrito parêntese recto direito à potência de espaço 2 fim do exponencial sobre denominador parêntese recto esquerdo SO com 2 subscrito parêntese recto direito espaço ao quadrado espaço. espaço parêntese recto esquerdo reto O com 2 subscrito parêntese recto direito fim da fração espaço igual a espaço numerador 4 à potência de espaço 2 fim do exponencial sobre denominador 2 ao quadrado espaço. espaço 3 fim da fração espaço igual a espaço 1 vírgula 33$

Cálculo da constante de equilíbrio K_p

2. (UFES) Numa dada temperatura, as pressões parciais de cada componente da reação: N_2(g) + O_2(g) ⇄ 2 NO no equilíbrio valem, respectivamente, 0,8 atm, 2 atm e 1 atm. Qual será o valor do Kp?

a) 1,6.
b) 2,65.
c) 0,8.
d) 0,00625.
e) 0,625.

Ver Resposta

Resposta correta: e) 0,625.

1º passo: interpretar os dados da questão.

Pressão parcial de N₂é 0,8 atm
Pressão parcial de O₂ é 2 atm
Pressão parcial de NO é 1 atm

2º passo: escrever a expressão de K_ppara a reação química.

$reto K com p subscrito espaço igual a espaço numerador p ao quadrado com NO subscrito sobre denominador p com texto N fim do texto com 2 subscrito subscrito fim do subscrito espaço. espaço espaço p com reto O com 2 subscrito subscrito fim do subscrito fim da fração$

3º passo: substituir os valores e calcular K_p.

$reto K com reto p subscrito espaço igual a espaço numerador 1 sobre denominador 0 vírgula 8 espaço. espaço espaço 2 fim da fração igual a espaço 0 vírgula 625$

Cálculo da relação entre K_c e K_p

3. (PUC-SP) No equilíbrio N_2(g) + 3 H_2(g) ⇄ 2 NH₃_(g) verifica-se que Kc = 2,4 x 10^-3 (mol/L)^-2 a 727 ^oC. Qual o valor de Kp, nas mesmas condições físicas? (R = 8,2 x 10^-2 atm.L.K^-1.mol^-1).

Ver Resposta

1º passo: interpretar os dados da questão.

K_c= de 2,4 x 10^-3 (mol/L)^-2
T = 727 ^oC
R = 8,2 x 10^-2 atm.L.K^-1.mol^-1

2º passo: transformar a temperatura em Kelvin para aplicar na fórmula.

$reto T com parêntese esquerdo reto K parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço igual a espaço reto T com parêntese esquerdo sinal de grau reto C parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço mais espaço 273 reto T com parêntese esquerdo reto K parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço igual a espaço 727 espaço sinal de grau reto C espaço mais espaço 273 reto T com parêntese esquerdo reto K parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço igual a 1000$

3º passo: calcular a variação do número de mols.

Na equação: N_2(g) + 3 H_2(g) ⇄ 2 NH₃

2 mols de NH₃ são formados pela reação entre 1 mol de N₂e 3 mols de H₂. Sendo assim,

$Δn espaço igual a espaço mols espaço dos espaço produtos espaço menos espaço mols espaço dos espaço reagentes Δn espaço igual a espaço 2 espaço mols espaço menos espaço parêntese esquerdo 1 espaço mol espaço mais espaço 3 espaço mols parêntese direito Δn espaço igual a espaço 2 espaço menos espaço 4 Δn espaço igual a menos 2$

4º passo: aplicar os dados na fórmula e calcular K_p.

$reto K com reto p subscrito espaço igual a espaço reto K com reto c subscrito espaço reto x espaço parêntese esquerdo espaço reto R espaço reto x espaço reto T espaço parêntese direito à potência de incremento reto n fim do exponencial reto K com reto p subscrito espaço igual a 2 vírgula 4 espaço reto x espaço 10 à potência de menos 3 fim do exponencial espaço reto x espaço parêntese esquerdo espaço 8 vírgula 2 espaço reto x espaço 10 à potência de menos 2 fim do exponencial reto x espaço 1000 parêntese direito à potência de menos 2 fim do exponencial reto K com reto p subscrito espaço igual a espaço 3 vírgula 57 espaço reto x espaço 10 à potência de menos 7 fim do exponencial$

Saiba mais:

Carolina Batista

Bacharela em Química Tecnológica e Industrial pela Universidade Federal de Alagoas (2018) e Técnica em Química pelo Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Pernambuco (2011).

Que tal um up?

Corretor de Redação
para o Enem Ferramenta Inteligente com feedback instantâneo

Exercícios exclusivos Acesso a centenas de questões com gabaritos

Estude sem publicidade Navegação limpa e focada para evitar distrações

Equilíbrio Químico

Reações Químicas Reversíveis

Gráficos de Equilíbrio Químico

Velocidade x tempo

Concentração x tempo

Tipos de Equilíbrio Químico

Sistemas homogêneos

Sistemas gasosos

Soluções

Sistemas heterogêneos

Constante de Equilíbrio (K)

Constante de equilíbrio em função da concentração (Kc)

Constante de equilíbrio em função das pressões parciais (Kp)

Relação entre Kc e Kp

Grau de Equilíbrio

Leis do Equilíbrio Químico

Lei de ação das massas

Princípio de Le Chatelier

Deslocamento do Equilíbrio Químico

Influência da concentração

Influência da temperatura

Influência da pressão

Influência do catalisador

Cálculos de Equilíbrio Químico

Cálculo da constante de equilíbrio Kc

Cálculo da constante de equilíbrio Kp

Cálculo da relação entre Kc e Kp

Constante de equilíbrio em função da concentração (K_c)

Constante de equilíbrio em função das pressões parciais (K_p)

Relação entre K_ce K_p

Cálculo da constante de equilíbrio K_c

Cálculo da constante de equilíbrio K_p

Cálculo da relação entre K_c e K_p