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EQUILBRIO
QUMICO
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Os reagentes e produ to s das reaes reversveis
so separados po r um a dupla seta
PROCESSOS REVERSVEIS
So p rocessos que reagentes e p rod uto s
so cons um idos e produzidos ao m esmo tempo
GU
H2O ( ) H2O (v)
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N2O4(g) 2 NO2(g)REA O DIRETA
REA O INVERSA
reao DIRETA e reao INVERSA
vd
vi
No inc io da r eao a veloc id ade d ireta mxim a
No inc io da reao a veloc id ade inversa nula
velocidade
tempo
com o passar do tempo
Vd = Vi
te
Nes te in s tan te a reao ating iu o equ ilb rio qum ico
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No momen to em que a reao qum ica atin ge o
EQUILBRIO QUMICO
as concentraes dos s eus part ic ipan tes permanecem con stantes
concentrao
tempote
N2O4(g)
NO2(g)
N2O4(g) 2 NO2(g)
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As con cen traes dos part ici pan tes d o equ ilbr io
perm anecem cons tantes , po dendo ter trs s itu aes
[ ]
tempo
reagentes
produtos
[ ]
tempo
reagentes = produtos
[ ]
tempo
reagentes
produtos
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01) Sobre equ ilbr io qum ic o:
Ao atin g ir o estado de equ ilbr io , a con cent rao de cada
sub stnc ia do sistema permanece con stante.
Uma reao reversvel quando se p ro cessa s im u ltaneamente
nos dois sent idos.
Todas as reaes reversveis cam inham espon taneamente para
o estado de equ ilbrio .
Uma reao rev ersvel at inge o equ ilbri o quando as velo c idades
das reaes d ireta e inversa se igualam .
O equ ilbr io das reaes dinm ic o
0 0
1 1
2 2
3 3
4 4
-
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CONSTANTE DE EQUILBRIO
EM TERMOS DE CONCENTRA O MOLAR
Vamos cons id erar uma reao reversvel genric a
a A + b B c C + d D
2
1
No equ ilbrio teremos:
V 1 = V 2a bK1[ A ] [ B ]
c dK2[ C ] [ D ]
Isolando -se as co ns tantes =a b[ A ] [ B ]
c d[ C ] [ D ]K1
K2
KC
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I. O valo r de KCdepende da reao considerada e da tem peratu ra.
III. A cons tan te de equ ilbrio tratad a como um nmero puro , is to ,
sem unidades
IV. Lquid os e slid os puro s , que no fazem parte da so luo, no
co ns tam da exp resso da co ns tante de equ ilbr io
II. O valo r de KCindepend e das c oncent raes inic iais do s reagentes
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N2( g )+ 3 H2( g ) 2 NH3( g )
=
[ N2] [ H2 ]3
[ NH3] 2KC
2 H2( g )+ O2( g )2 H2O( g )
=[ O2][ H2] 2
[ H2O ]2
KC
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01) Na equao abaixo , aps ating ir o equ ilbrio qum ico , podemos
conc luir a respeito da cons tante de equilbrio que:
a A + b B c C + d D
a) Quanto maior for o valor de Kc , menor ser o rendimento da
reao diret a.b) Kc independe da temperatura.
c) Se as veloc idades das reaes direta e inversa forem ig uais,
en to K2= 0.
d) Kc depende das molar idades in ic iais dos reagentes.
e) Quan to maior for o valor d e Kc , maior ser a concentrao dos
produtos.
1
2
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02) Med idas de conc ent rao para o si s tema abaix o , em
equilbr io, a um a certa temperatura forneceram os segu intes
resul tados:
Determ ine a c ons tan te d e equ ilbrio da reao nes tas cond ies.
[ H2] = 0,10 mol/L
[ I2 ] = 0,20 mol/L
[ HI ] = 1,0 mol/L
H2( g )+ I2( g ) 2 HI ( g )
=[ H2] [ I2 ]
[ HI ] 2KC
x(0,10) (0,20)
( 1,0 )=
1,0
0,02KC = 50
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03) Temos r epresentado no grfico abaix o as conc entr aes do s reagentes
e dos p rodutos de uma mesma reao do tip o:
A + B C + D
Oco rrendo no senti do direita a part ir do zero.
Tem-se sempre [A] = [B] e [C] = [D], estando estes valores representados
no grfi co . A constan te de equ ilbri o da reao ser ig ual a:
2
4
6
8
10 [ ]
cam in ho da reao
a) 16.
b) 1/4.
c) 4.
d ) 5.
e) 1/16.
=[ C ]
KC8x [ D ]
[ A ] x [ B ]
8
4416
64
KC= 4
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05) Em um recipien te de 400 mL so co loc ados 2 mols de PCl5 gasoso a
um a determ inada temp eratura. Esse gs se decompem segundo a
reao qum ica abaix o , e, o equ ilbrio fo i alcanado quando 20% do
pen tacloreto de fsfo ro reagir am ( % em mols ). A cons tante de equ ilbri o,
Kc, nes sas co nd ies, vale:
a) 4,0.
b) 1,0.
c ) 0,5.
d) 0,25.e) 0,025.
PCl5 PCl3 + Cl2
incio 2,0 0,0 0,0
reage / pro du z 0,4
Reage : n = 0,2 x2 = 0,4 mo l
0,4 0,4
0,4 0,41,6equ ilbri o
[ PCl5]
[ PCl3]
[ Cl2]
=0,4
0,4= 1,0 M
= 0,4
0,4= 1,0 M
=1,6
0,4= 4,0 M
=KC x
[ PCl5]
[ PCl3] [ Cl2] 1,0 x1,0
4,0=
=KC
4,0
1,0
KC= 0,25
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Con sid ere um sis tema em equi lbr io q um ico , com as su bs tnc ias A, B, C e D.
A + B C + D
Se, po r algum motiv o, ho uv er mod if icao em um a das v elocid ades,
teremos mud anas nas co nc entr aes das su bs tnc ias
Esta mod if icao em um a das veloc idades ocasio na o que
denominamos de DESLOCAMENTO DO EQUILBRIO
qu e ser no sen tid o da MAIOR VELOCIDADE
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A + B C + D
v1
v2
Equilbrio in ic ial
Aumentandov1,o deslo camento para a d ireita
A + B C + Dv1
v2
Aumentandov2,o des locamento para a esquerda
A + B C + Dv1
v2Po rm, aps cert o tem po , a reao vo lta a estab elecer um
novo equ ilbr io qum ico , mas com valo res de
concentraes e velocid ades d iferentes d as in iciais
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O qumico
Henri Louis Le Chatelier
props um princpio que afirma:
Quando um sistema em equilbrio sofre algum tipo
de perturbao externa, ele se deslocar no sentido de
minimizar essa perturbao,
a fim de atingir novamente uma situao de equilbrio
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possvel p rovocar al terao em um equ ilbr io qum ic o por:
variaes de temperatu ra.
var iaes de concen trao d os par t ic ip an tes da reao.
Presso to tal sob re o si stema.
TEMPERATURA
Observando a reao
incolor
H < 0N2O4(g)2 NO2(g)EXOTRMICA
ENDOTRMICACastanho
avermelhado
Balo a 100C
Cor interna
CASTANHO-AVERMELHADO
Balo a 0C
Cor interna INCOLOR
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Podemos general izar afirmando que um (a) ...
AUMENTO DE CONCENTRA O
des lo ca o equ ilbr io no
SENTIDO OPOSTO
da espcie qum ic a ad ic io nada
DIMINUI O DE CONCENTRA O
des loca o equilbr io no m esmo
MESMO SENTIDO
da espcie espcie ret irada
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A lteraes de pres so in fluenc iam em equ ilbri os que
possu em espcies qum icas n o estado gaso so
Co ns id ere a reao qumic a em equ ilbr io abaixo
N2 ( g ) + 3 H2 ( g ) 2 NH3 (g )
4 volumes 2 volumes
o AUMENTO DE PRESS O
sobr e o sis tema deslo ca o equ ilbr io qum ico
no sent ido do MENORVOLUME na fase gasosa
a DIMINUI O DE PRESS O
sobr e o si stem a deslo ca o equ ilbr io qum ico
no sent ido do MAIORVOLUME na fase gasosa
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01) Considere a reao em equilbrio qumico:
N2(g)+ O2(g) 2 NO (g)
possvel desloc-lo para a direita:
a) Retirando o N2existente.
b) Removendo o NO formado.
c) Introduzindo um catalisador.
d) Diminuindo a presso, temperatura constante.
e) Aumentando a presso, temperatura constante.
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02) Temos o equilbrio:
Queremos aumentar a concentrao de CO2(g)nesse equilbrio.Para isso ocorrer, devemos:
a) Aumentar a presso sobre o sistema.
b) Diminuir a presso sobre o sistema.
c) Adicionar H2(g)ao sistema.
d) Retirar H2O(g)do sistema.
e) Adicionar CO(g)ao sistema.
CO( g )+ H2O( g ) CO2( g ) + H2( g )
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03) O equ ilbrio gasoso rep res en tado pela equao :
N2( g )+ O2( g ) 2 NO( g )88 k j
deslocado no sent ido de fo rm ao de NO(g ), se :
a) a pres so fo r abaixada.
b ) N2for retirado .
c) a temperatura for aum entada.
d) for adicionado um catal isador sl ido ao sistema.
e) o volume do recip iente for dim inudo .
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Onde : n i o nmero de mols d issociados
no nmero de mols in ic ial
n i
n=
GRAU DE IONIZA O
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Para a reao:
HCN (aq) H+ +
(aq)(aq) CN
=Ki[ H ] [ CN ]
[ HCN ]
+
01) X Y Z t i t t id d di l id
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01) X, Y e Z represen tam genericamente trs cid os qu e, qu ando di ssol vid os
em um mesmo vo lum e de gua, temp eratura cons tante, compo rtam-se de
acordo com a tabela:
mols d isso lv idos mo ls ionizados
X
Y
Z
20
10
5
2
7
1
Analis e as afirmaes, considerando os trs cidos:
I. Xrepresenta o m ais for te
II. Zrepresenta o m ais fraco
III. Yapresent a o maio r g rau de io n izao
Est(ao) co rreta(s ):
a) Ap enas I.
b) Ap enas II.
c) Ap enas III.
d) Ap enas I e II.
e) I, II e III.
ni
n= grau de ion izao
X
=2
20
= 0,10
= 10 %
Y Z=
7
10
= 0,70
= 70 %
=1
5
= 0,20
= 20 %
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Para a reao: HA (aq) H+
+ (aq)(aq) A
=Ki
[ H ] [ A ]
[ HCN ]
+
incio
reage / produz
equilbrio
[ ]
0,0 0,0
ni
n
= n n n
nn n n
V
n n
V V
=
n n
V V
x
n ( 1 )
V
n ( 1 )=
n n
V V
xV
n ( 1 )
x
Ki = m 2
1
para soluo de graude ionizao pequeno Ki = m
2
DEMONSTRAO DA FRMULA
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1) U l j t d d ti d l d i
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1) Um alvejante de roupas, do tipo gua de lavadeira ,
apresenta [OH ] aproximadamente igual a 1,0 x 10 mol/L.
Nessas condies, a concentrao de H ser da ordem de:
+
4
a) 10 2
b) 10 3
c) 10 10
d) 1014
e) zero.
[H ] = ?+
[ OH ]4
Kw = 10 M
= 10 M
14
= 14[H ] [OH ]+ 10x 410
[H ]+ =1410
410
[H ]+ =10
10 mol/L
02) Qual das expresses abaixo conhecida como produto inico
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02) Qual das expresses abaixo conhecida como produto inico
da gua, KW?
a) Kw= [H2][O2].
b) Kw= [H+] / [OH].
c) Kw= [H+][OH].
d) Kw= [H
2O].
e) Kw= [2H][O2].
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Em gua pura a concen trao
hidrogeninica[H ] igual concen trao hidroxi l inica[OH ], is to , a 25C,
observa-se que:
+
=[H ] [OH ]+ 10 7=
Nestas cond ies d izemos que
a so luo NEUTRA
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As solues em que
[H ] < [OH ]
tero caractersticas
BSICAS
+
nestas solues teremos
[ H+
] < 107
mol/L[OH] > 10 7mol/L
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Como os valores das concentraes
hidrogeninica e oxidrilinica so pequenos, comum represent-las na forma de logaritmos e,
surgiram os conceitos de
pH e pOH
pHpOH
==log [ H ]log [ OH ]
+
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01) A concentrao dos ons H de uma soluo igual a 0 0001 O pH+
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01) A concentrao dos ons H de uma soluo igual a 0,0001. O pH
desta soluo :
a) 1.
b) 2.
c) 4.
d) 10.
e) 14.
pH = log [ H ]+
+
[ H ]+ = 0,0001 mol/L10 mol/L4
log 104
pH =
pH =(4) xlog 10
pH = 4 x1 pH = 4
02) A concentrao hidrogeninica de uma soluo de
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02) A concentrao hidrogeninica de uma soluo de
3,45 x 10 onsg/L. O pH desta soluo vale:11
Dado: log 3,45 = 0,54a) 11.
b) 3.
c) 3,54.d) 5,4.
e) 10,46.
[ H ] = 3,45 x 10+ 11
pH =log [H ]+
pH =log (3,45 x10 )11
pH =[log 3,45 + log 10 ]11
pH =[ 0,5411 ]pH = 110,54
pH = 10,46
03) Cons idere os sistemas num erados (25C)
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pH = 6,0Saliva5
pH = 8,5Sal de fru tas4
pH = 8,0Clara de ovos3
pH = 6,8Leite2
pH = 3,0Vinagre1
A respeito desses sistemas, N O podemos af irmar:
a) So d e carter bsic o o s s is temas 3 e 4.
b ) O de maio r acid ez o nmero 1.
c) O de nmero 5 mais cid o q ue o de nmero 2.
d ) O de nmero 1 duas vezes mais cid o que o de nmero 5.
e) O de meno r acid ez o sal de fru tas.
1 tem pH = 3 [ H ]+ = 10 3
=
106
10 3
10 3
o 1 1000 vezes
mais cid o do qu e
5, en to FALSO5 tem pH = 6 [ H ]+ = 10 6
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05) As caractersticas cidas e bsicas de solues aquosas
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so importantes para outras reas alm da Qumica, como, por
exemplo, a Sade Pblica, a Biologia, a Ecologia, e Materiais. Estas
caractersticas das solues aquosas so quantificadas pelo pH, cuja
escala definida em termos da constante de ionizao da gua (Kw) auma dada temperatura. Por exemplo, a 25C a constante de ionizaoda gua 1014 e a 63 C 1013. Sobre o pH de solues aquosas a63C julgue os itens abaixo:
pH + pOH = 13.0 0gua pura (neutra) apresenta pH igual a 6,5.1 1
gua pura (neutra) apresenta pH igual a 7,0.2 2
Uma soluo com pH igual a 6,7 cida.3 3
4 4 A concentrao de ons hidroxila na gua pura (neutra) igual 107mol/L.
0 6,5 13cida
neutra
bsica63C
Kw = 1013
06) Sabendo-se que, a 25C, o cafezinho tem pH = 5,0, o suco de
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tomate apresenta pH = 4,2, a gua sanitria pH = 11,5 e o leite, pH = 6,4,
pode-se afirmar que, nesta temperatura:
a) o cafezinho e a gua sanitria apresentam propriedades bsicas.
b) o cafezinho e o leite apresentam propriedades bsicas.
c) a gua sanitria apresenta propriedades bsicas.
d) o suco de tomate e a gua sanitria apresentam propriedades
cidas.
e) apenas o suco de tomate apresenta propriedades cidas.
0 7,0 14cida
neutra
bsica25C
Kw = 10 14
Cafezinho: pH = 5,0 Propriedades cidas
Suco de tomate: pH = 4,2 Propriedades cidas
gua sanitria: pH = 11,5 Propriedades bsicas
Leite: pH = 6,4 Propriedades cidas
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o pro cesso em que a gua reage com
o ction ou o n ion de um sal
Es te p rocesso reversvel ,
devendo ser analisado seguindo os
pr incp ios do equ ilbr io qum ico
HIDRLISE SALINA
Os casos fundamentais so:
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Hidrlise de um sal de cido e base ambos fracos.
Os casos fundamentais so:
Hidrlise de um sal de cido fortee base fraca.
Hidrlise de um sal de cido fracoe base forte.
Hidrlise de um sal de cido e base ambos fortes.
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O que ocorr eu na p reparao da so luo?
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NH4NO3(aq)+ HOH (l) NH4OH (aq)+ HNO3(aq)
O HNO3, um cid o fo rte, e se en cont ra to talm ente ioni zado .
HNO3(aq) H (aq) + NO3(aq)+
O NH4OH, po r ser um a base fraca, encontr a-se pratic amente no
dissociada.
NH4OH (aq) NH4OH (aq)
Assim, teremos:
NH4 + NO3 + H2O NH4OH + H + NO3+ +
Isto :
NH4 + H2O NH4OH + H+ +
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HIDRLISE DE UM SAL DE
CIDO FRACO E BASE FRACA
gua
so luo final
pH > 7 ou pH < 7
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HIDRLISE DE UM SAL DE
CIDO FORTE E BASE FORTE
gua
so luo final
neu tra
pH = 7
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01) So luo aquosa cida obtida quando se d is so lv e
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em gua o sal:
a) NaHCO3.
b ) K2SO4.
c) KCN.
d) KF.
e) NH4Cl
pHmetro
http://c/Documents%20and%20Settings/Professor%20Conectado/Meus%20documentos/Meus%20v%C3%ADdeos/pHmetro.swf -
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03) O azul de brom ot im ol um indi cado r cid o base, com faixa de
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viragem [6,07,6], que apresenta co r amarela em meio cid o e co r azul
em meio bsico . Consid ere os s egui ntes sis temas:
I. gua pura.
II. CH3COOH 1,0 mol/L.
III. NH4Cl 1,0 mol/L.
Ind ique, na tabela que segue, a colun a contend o as co res desses sistemas
depoi s da adio de azul d e bromot im ol , respectiv amente:
a) verd e, amarela, azul.
b) verde, azul, verde.
c) verde, amarelo, verde.
d) verde, amarela, amarelo.e) azul, amarelo, azul.
pHmetro
04) Um sal fo rmado po r base forte e cido fraco hid rol is a ao se
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dis so lv er em gua, produzin do uma so luo bsica.
Es ta uma carac ters ti ca do :
a) Na2S.
b ) NaCl.
c) (NH4)2SO4.
d) KNO3.
e) NH4Br.
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a expresso que exprime o equilbrio das
reaes de hidrlise.
Para a reao NH4 + H2O NH4OH + H+ +
A expresso da constante de hidrlise :
Kh =[ NH4OH ] [ H ]+
[ NH4 ]+
Podemo s relacionar a constante de hidrl ise (Kh),
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com a const an te de io n izao da gua e as co ns tan tes de io n izao e
d is so ciao dos cidos e das bases p elas expr esses:
Para a h id rlis e do ctio n , ist o , para sais fo rmados
por cido fo rte e base fraca, us amos a r elao:
KK
Kh =
w
b
Para a h id rlise do nion, is to , para s ais f ormados
por cido fraco e base fo rte, us amos a r elaoK
K
Kh =
w
a
Oco rrendo a h idrlise do ction e do nio n, para sais fo rmados
po r cid o fraco e base fraca, a relao ser:
KK
K K
h =w
bax
01) Uma so luo aquos a de clo reto de amnio 0,2 mol /L apresenta um
gra de hid rlise ig al a 0 5% Determine o [H+] [OH ] pH pOH e K para
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grau de hid rlise igu al a 0,5%. Determine o [H+] , [OH] , pH, pOH e Kh para
essa so luo e o Kb para o NH4OH.
Dado : Kw= 1014, a 25C.
O NH4Cl prov en ien te do HCl (cido fo rte) e do NH4OH (base fraca),en to ocorre a h id rlis e do ctio n NH4
+, en to:
inc io
reage
e produz
equ ilbri o
0,2
0,2 mo l/L
0,0constante
constante
0,0
NH4 + H2O NH4OH + H ++
Reage e pro du z: 0,2x0,005 = 0,001 = 10 3
10 3 10 3 10 3
10 3 10 3
Kh=
+
pH = - log 10 3 pH = 3
[H ] = 10 mol/L+ 3 [OH ] = 10 mol/L11
e pOH = 11
[NH4 ]+
[NH4OH] [H ]= 5 x 10 6
2 x 10
10 3
1
10 X3
Kh=Kw
Kb= 2 x10 9
5 x 10 =610 14
Kb
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Vamos c onsiderar um sistema contendo uma
so luo saturada com co rpo d e fundo de sulf eto ferr os o (FeS).
Teremos do is processos o correndo:
vd vp
FeS (s ) Fe (aq) + S (aq)22+
No equ ilbrio a velo c id ade de d is so luo (vd)
ig ual veloc idade d e p rec ip i tao (vp).
En to teremos que: Kc =[ Fe ] [S ]22+
[FeS]
= [ Fe ] [S ]22+Kc x[FeS]
KS
produto de
solubi l idade
KS
Conhecendo-se a solu bi l idade do sal,
pod emos determinar o Kps.
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02) A determinada temperatura, a solubilidade do composto XY em gua
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2,0 x 102 mol/L. O produto de solubilidade (Kps) desse sal mesma
temperatura :
a) 4,0 x 104
.b) 8,0 x 104.
c) 6,4 x 105.
d) 3,2 x 105.
e) 8,0 x 106.
XY X+A + Y B
2,0 x 102 2,0 x 102 2,0 x 102
Kps = [ X+A ] [Y B]
Kps = 2,0 x 102 x 2,0 x 102
Kps = 4,0 x 104
03) A solubilidade de um fosfato de metal alcalino terroso a
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25C 104mol/L. O produto de solubilidade deste sal a 25C ,
aproximadamente, igual a:
a) 1,08 x 108
.b) 1,08 x 1012.
c) 1,08 x 1016.
d) 1,08 x 1018.
e) 1,08 x 102.
Me3(PO4)2 3 Me+ 2 + 2 PO43
104 3 x104 2 x104
Kps = 27 x 1012 x 4 x 108
Kps = 108 x1020
Kps = (3 x104 )3 x (2 x 104) 2
Kps = [ Me+ ] 3x[ PO43 ] 2
Kps = 1,08 x1018
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05) Uma soluo saturada de base representada por X(OH)2,
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cuja reao de equilbrio
X XOH OH
H
22
2O
aq aqs
2++
-( )
( ) ( )( )
tem pH = 10 a 25C. O produto de solubilidade (KPS) do X(OH)2:
a) 5 x 1013.
b) 2 x 1013.
c) 6 x 101.
d) 1 x 1012.
e) 3 x 1010.
X(OH)2 X+2 + 2 OH
pH = 10 pOH = 4, ento, [OH ] = 10 4mol/L
10 45 x10 5
Kps = [ X+2 ] x[ OH ] 2
Kps = (5 x10 5) x( 10 4 ) 2
Kps = 5 x10 5 x 10 8
Kps = 5 x10 13