Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

14.8: O Princípio de Le Chatelier: Alteração da Concentração
TABELA DE
CONTEÚDO

JoVE Core
Chemistry

A subscription to JoVE is required to view this content.

Education
Le Chatelier's Principle: Changing Concentration
 
TRANSCRIÇÃO

14.8: O Princípio de Le Chatelier: Alteração da Concentração

Um sistema em equilíbrio encontra-se em um estado de equilíbrio dinâmico, com as reações direta e inversa a velocidades iguais. Se um sistema de equilíbrio for sujeito a uma mudança de condições que afete estas velocidades de reação de forma diferente (um stress), então as velocidades não são mais iguais e o sistema não está em equilíbrio. O sistema irá, subsequentemente, sofrer uma reação líquida na direção de uma velocidade superior (uma alteração) que restabelecerá o equilíbrio. Este fenómeno é resumido pelo princípio de Le Châtelier: Se um sistema de equilíbrio for sujeito a um stress, o sistema irá sofrer uma mudança em resposta ao stress que restabelece o equilíbrio.

As velocidades de reação são afetadas principalmente por concentrações, conforme descrito pela lei de velocidade de reação, e temperatura, conforme descrito pela equação de Arrhenius. Consequentemente, as mudanças na concentração e na temperatura são os dois stresses que podem deslocar um equilíbrio.

Efeito de uma Alteração na Concentração

Se um sistema de equilíbrio for sujeito a uma alteração na concentração de uma espécie de reagente ou de produto, a velocidade da reação direta ou inversa será alterada. Como exemplo, considere a reação de equilíbrio:

Eq1

Quando este sistema está em equilíbrio, as velocidades de reação direta e inversa são iguais.

Eq2

Se o sistema for stressado pela adição de reagentes, quer N2 quer O2, o aumento resultante da concentração provoca o aumento da velocidade de reação direta, ultrapassando a da reação inversa:

Eq3

O sistema irá experienciar uma reação direta líquida temporária para restabelecer o equilíbrio (o equilíbrio irá mudar para a direita). Esta mesma alteração irá resultar se algum produto NO for removido do sistema, o que diminui a velocidade da reação inversa, novamente resultando no mesmo desequilíbrio nas velocidades.

A mesma lógica pode ser usada para explicar a mudança para a esquerda que resulta da remoção de reagente ou da adição de produto a um sistema de equilíbrio. Ambos estes stresses resultam em uma velocidade aumentada para a reação inversa

Eq4

e uma reação inversa líquida temporária para restabelecer o equilíbrio.

Como alternativa a esta interpretação cinética, o efeito de alterações na concentração sobre os equilíbrios pode ser racionalizado em termos de quocientes de reação. Quando o sistema está em equilíbrio,

Eq5

Se for adicionado um reagente (aumentando o denominador do quociente de reação) ou se for removido produto (diminuindo o numerador) então Qc < Kc e o equilíbrio irá mudar para a direita. Note-se que as três formas diferentes de induzir este stress resultam em três mudanças diferentes na composição da mistura de equilíbrio. Se for adicionado N2, o desvio para a direita irá consumir O2 e produzir NO à medida que o equilíbrio é restabelecido, produzindo uma mistura com uma maior concentração de N2 e NO e uma menor concentração de O2 do que a que estava presente anteriormente. Se for adicionado O2, a nova mistura de equilíbrio terá maiores concentrações de O2 e NO e menor concentração de N2. Por fim, se for removido NO, a nova mistura de equilíbrio terá maiores concentrações de N2 e O2 e menor concentração de NO. Apesar dessas diferenças na composição, o valor da constante de equilíbrio após o stress será o mesmo que antes (de acordo com a lei da ação das massas). A mesma lógica pode ser aplicada para stresses que envolvam a remoção de reagentes ou adição de produto, caso em que Qc > Kc e o equilíbrio se deslocará para a esquerda.

Este texto foi adaptado de Openstax, Chemistry 2e, Section 13.3 Shifting Equilibria: LeChatelier’s Principle.

Tags

Le Chatelier's Principle Dynamic Equilibrium Forward Reaction Reverse Reaction Concentrations Of Reactants And Products Equilibrium Disturbance Stresses On The System Change In Concentration Change In Volume Or Pressure Change In Temperature Equilibrium Position Shift Minimize Stress Restore Equilibrium Response To Changes In Concentration Water Tanks A And B Water Level Offset Stress Reaction Quotient Equilibrium Constant

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter