Chapter 14: Chemical Equilibrium

Back to chapter

14.1:

Equilíbrio Dinâmico

JoVE Core
Chemistry

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

JoVE Core Chemistry

Dynamic Equilibrium

Next Video
14.2: The Equilibrium Constant

Languages

Share

English العربية 中文 Nederlands français Deutsch עברית italiano 日本語 한국어 português русский español Türkçe

Uma reação química reversível é a que a conversão de reagentes em produtos e a conversão de produtos novamente reagentes ocorrem simultaneamente. Uma seta dupla entre os reagentes e produtos significa a sua natureza reversível. Quando a taxa de formação de produtos, ou a taxa da reação de antecipação, é igual à taxa de formação de reagentes, ou a taxa da reação inversa, é alcançado o equilíbrio químico.O equilíbrio químico é de facto, um processo dinâmico. Do exterior, o todo parece estático seja como for, a nível molecular, é altamente ativo. Considere-se a decomposição térmica do pentacloreto de fósforo.Quando aquecido num recipiente fechado, O pentacloreto fósforo gasoso decompõe-se numa mistura de tricloreto de fósforo e gás de cloro numa reação reversível. À medida que a reação prossegue, a concentração de pentacloreto de fósforo diminui enquanto o tricloreto de fósforo e o gás de cloro aumenta. Como resultado, a taxa da reação de antecipação decresce e a da reação inversa aumenta.Eventualmente, as taxas das reações avançadas e inversas tornan-se igual, e o sistema alcança o equilíbrio químico. Neste estado, as concentrações relativas de pentacloreto de fósforo, tricloreto de fósforo, e o cloro já não mudam. Este estado de equilíbrio é também chamado de equilíbrio dinâmico porque tanto as reações avançadas como as inversas continuam a ocorrer, mas com as mesmas taxas.Uma vez que os reagentes e os produtos formam-se às mesmas taxas à medida que são consumidos, as suas concentrações permanecem constantes, embora não necessariamente iguais. Um equilíbrio químico é homogéneo se todos os reagentes e produtos numa dada reação reversível são na mesma fase quer gasosa ou aquosa. Num equilíbrio heterogéneo, os reagentes e produtos existem em diferentes fases.

14.1:

Equilíbrio Dinâmico

Uma reação química reversível representa um processo químico que prossegue tanto na direção direta (da esquerda para a direita) como inversa (da direita para a esquerda). Quando as velocidades das reações direta e inversa são iguais, as concentrações das espécies de reagentes e produtos permanecem constantes ao longo do tempo e o sistema está em equilíbrio. Uma seta dupla especial é utilizada para enfatizar a natureza reversível da reação. As concentrações relativas de reagentes e produtos em sistemas de equilíbrio variam muito; alguns sistemas contêm principalmente produtos em equilíbrio, alguns contêm principalmente reagentes, e alguns contêm quantidades apreciáveis de ambos.

Equilíbrio Dinâmico em Reações Químicas

Considere a decomposição reversível de tetróxido de dinitrogénio incolor para produzir dióxido de nitrogénio castanho, descrita pela equação:

Quando a reação começa (tempo = 0), a concentração do reagente N₂O₄ é finita e a do produto NO₂ é zero, pelo que a reação direta prossegue a uma velocidade finita enquanto que a velocidade da reação inversa é zero. À medida que o tempo passa, o N₂O₄ é consumido e a sua concentração diminui, enquanto que o NO₂ é produzido, e a sua concentração aumenta. A diminuição da concentração do reagente diminui a velocidade da reação direta e a concentração crescente do produto acelera a velocidade da reação inversa. Este processo continua até que as velocidades de reação direta e inversa se tornem iguais, altura em que a reação atingiu o equilíbrio. É importante enfatizar que os equilíbrios químicos são dinâmicos; uma reação em equilíbrio não “parou””, mas está a decorrer nas direções direta e inversa à mesma velocidade. Assim, em equilíbrio, as concentrações de N₂O₄ e NO₂ já não mudam porque a velocidade de formação de NO₂ é exactamente igual à velocidade de consumo de NO₂, e a velocidade de formação de N₂O₄ é exactamente igual à velocidade de consumo de N₂O₄.

Equilíbrios Homogéneos e Heterogéneos

Um equilíbrio homogéneo é aquele em que todos os reagentes e produtos (e quaisquer catalisadores, se aplicável) estão presentes na mesma fase, quer na fase aquosa quer na fase gasosa, como ilustrado nos seguintes exemplos:

Um equilíbrio heterogéneo envolve reagentes e produtos em duas ou mais fases diferentes, como ilustrado pelo exemplo a seguir:

Este texto foi adaptado de Openstax, Chemistry 2e, Section 13.1 Chemical Equilibria.

Tags

Dynamic Equilibrium Reversible Chemical Reaction Reactants Products Rate Of Formation Forward Reaction Reverse Reaction Chemical Equilibrium Thermal Decomposition Phosphorus Pentachloride Phosphorus Trichloride Chlorine Gas Concentration Relative Concentrations