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Equilíbrio Químico

Podemos simplificar da seguinte forma o efeito da pressão:

A diminuição da pressão desloca o equilíbrio no sentido da expansão do sistema (maior número de mol de gás).

MENOR PRESSÃO = EXPANSÃO DE VOLUME:

Reação deslocada no sentido do produto (2 NO2) que tem um maior número de mol.

O aumento da pressão desloca o equilíbrio no sentido da contração do sistema (menor número de mol de gás).

MAIOR PRESSÃO = CONTRAÇÃO DE VOLUME:

Reação deslocada no sentido do reagente (N2O4) que tem um menor número de mol.

Mas, se numa reação não ocorrer variação no número de mol? Observe a seguinte reação:

Equilíbrio Químico

O número de mol, antes e depois, é o mesmo. Não ocorre nenhuma alteração em termos de quantidade de moléculas. Assim, a pressão não exercerá nenhuma influência sobre o deslocamento do equilíbrio dessa reação.

A pressão só exercerá influência em sistemas que possuam algum gás ou em sistemas gasosos que tenham alguma variação no número de moléculas.

Por exemplo, em que sentido haverá deslocamento, se aumentarmos a pressão na reação de obtenção de ferro metálico a partir de minério de ferro (Fe2O3)?

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Nesse caso, o equilíbrio não será afetado por variações de pressão, pois o número de mol de gás é o mesmo em ambos os sentidos (3 CO versus 3 CO2). Lembre-se de que esse sistema é heterogêneo, logo, a pressão não vai atuar nos sólidos Fe2O3 e Fe.

Vamos ver, então, se você entendeu.

Para aumentar a produção de amônia no processo Haber-Bosch deve-se aplicar pressões ALTAS ou BAIXAS?

Equilíbrio Químico

Se você pensou em alta pressão, ACERTOU! Pois o número de mol dos reagentes é maior, logo os reagentes ocupam um volume maior dentro do recipiente, então a compressão do volume total favorecerá a aproximação das moléculas do hidrogênio com o nitrogênio e, consequentemente, formação de amônia O processo industrial para a produção de amônia realmente usa pressões de 250 atm ou mais.

Efeito da Temperatura

Para entendermos bem o efeito da temperatura, vamos recordar um conceito básico: reações exotérmicas e endotérmicas. As reações exotérmicas são aquelas que, ao ocorrerem, liberam energia para o meio. Se uma reação é exotérmica (libera calor), tal como no processo Haber-Bosch de produção de amônia, então a diminuição de temperatura vai favorecer a produção de amônia porque o calor gerado na reação tende a minimizar a diminuição da temperatura.

Equilíbrio Químico

No caso de uma reação endotérmica, acontece o inverso. A temperatura do meio diminui, porque a energia do meio é absorvida. Por exemplo, a reação de formação do cloro complexo de cobalto (II) é endotérmica. O aquecimento provoca o deslocamento do equilíbrio para o lado dos reagentes e a solução torna-se azul. O resfriamento favorece a reação exotérmica, a formação do aquocomplexo e solução se torna rosa. Na verdade, qualquer reação em que é necessário o fornecimento de energia é uma reação endotérmica.

Equilíbrio Químico

Resumindo:

Um aumento da temperatura desloca o equilíbrio para a reação endotérmica.

Equilíbrio Químico

Uma diminuição da temperatura desloca o equilíbrio para a reação exotérmica.

Equilíbrio Químico

Então, se a temperatura aumenta e a reação endotérmica absorve energia, a reação tem tendência a se deslocar em direção ao lado que consuma esta energia adicionada. Caso contrário, se a temperatura diminui, a tendência da reação é se deslocar para o lado em que a energia é liberada.

Um exemplo fácil de observar é o processo de evaporação da água. A água líquida encontra-se em equilíbrio com a água no estado vapor. Porém, ao se aumentar a temperatura, a reação desloca-se para o lado endotérmico da reação, isto é, para a água no estado vapor, como uma forma de absorver a energia fornecida.

Pense agora novamente no frasco contendo a mistura N2O4 e NO2.

Equilíbrio Químico Figura 7

Se a temperatura aumentasse, a coloração iria se intensificar ou diminuir?

Efeito do Catalisador

A presença de um catalisador (ou inibidor) num sistema não altera o equilíbrio, uma vez que o mesmo apenas aumenta (ou diminui) a velocidade da reação (tanto da reação direta como da inversa), alterando somente a energia de ativação de ambas as reações. Portanto, o catalisador não desloca equilíbrio, apenas diminui o tempo necessário para atingi-lo.

RESUMINDO

Dada a reação genérica:

Equilíbrio Químico

Equilíbrio Químico

Fonte: web.ccead.puc-rio.br

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