Práticas de química

EXPERIMENTO 4

Equilíbrio Químico

1. Introdução
Em um sistema químico reversível, podemos considerar como reagentes ou como produtos as espécies colocadas à direita ou à esquerda da equação. Isto depende da escolha do experimentador. Assim, na reação do iodo com hidrogênio:
H2 + I2 ↔ 2 HI

Velocidade 1 (V1)

2 HI ↔ H2 + I2

Velocidade 2 (V2)

ambos podem ser reagentes ou produtos, dependendo do sentido considerado. Por outro lado, há uma renovação de reagentes e produtos provocada pelo processo inverso e assim, as reações nunca cessam e o equilíbrio é dinâmico. Dizemos então que um sistema está em equilíbrio quando a velocidade em um sentido for igual à do sentido inverso. Este estado de equilíbrio só é possível em sistema fechado, isto é, sem influência do meio externo.

A natureza dinâmica do equilíbrio pode ser enfatizada pela consideração das velocidades da reação nos dois sentidos. Assim, no caso do sistema acima, teremos:

v1  k1[ H 2 ][ I 2 ]

v2  k 2[ HI ]2

No equilíbrio teremos então V1 = V2:

k1[H 2 ][ I 2 ]  k 2[HI ]2 k1 [ HI ]2

k 2 [ H 2 ][ I 2 ]

[ HI ]2
K
[ H 2 ][ I 2 ]

O estado de equilíbrio de um sistema pode ser alterado por variações tais como a temperatura, pressão e concentração dos reagentes. Esta alteração pode ser prevista pelo princípio de Lê Chatelier: "Quando um sistema em equilíbrio é submetido a uma ação, o equilíbrio se desloca no sentido de contrabalançar esta ação".

Ao adicionar iodo no sistema em equilíbrio, a velocidade no sentido direto (v1) será favorecida. Quando se restabelece o novo equilíbrio, [I2] e [HI] serão mais elevadas e [H2] será mais baixa, mas K terá o mesmo valor.

A posição de equilíbrio de qualquer sistema é primeiramente orientada por uma tendência em alcançar o menor estado de energia; e, segundo, pela tendência de alcançar o maior grau de desordem, ou seja a maior entropia. Estes dois fatores, menor energia e maior entropia, se equivalem no estado