Veja as principais informações sobre a matéria e confira como ele é cobrado no ENEM
O equilíbrio químico é uma das partes dentro do estudo da Química que os alunos têm mais dificuldade. Isso que nos falou foi o prof. Igor. De acordo com ele, esse é um tópico que reúne muitas informações e conta com um pouco de conhecimento matemático.
Para te ajudar a vencer esse desafio e mandar muito bem no vestibular, nós pedimos a ajuda do professor e reunimos as principais informações sobre o assunto. Você pode encontrar tudo isso nas videoaulas de equilíbrio químico, mas aproveite para conferir nosso resumo com tudo sobre o tema.
O equilíbrio químico é um processo dinâmico que engloba duas reações simultâneas num sistema fechado: reação direta e reação inversa.
Quando atingido o equilíbrio químico, as velocidades da reação direta e inversa são exatamente as mesmas sendo que produtos e reagentes coexistem no sistema e a reação não para de acontecer.
É importante deixar claro que quando pensamos em equilíbrio químico não devemos confundir com o equilíbrio estudado na física, ou seja, na física observamos fenômenos estáticos. Na química, o processo é dinâmico uma vez que as reações não param de acontecer, apenas igualam as velocidades.
De acordo com o prof. Igor, o equilíbrio químico faz o estudo das reações reversíveis que ocorrem num sistema fechado. Deste modo, o químico pode controlar melhor as reações fazendo mudanças que podem afetar o estado de equilíbrio e assim obter maiores e melhores rendimentos, “importantíssimo do ponto de vista econômico e industrial”.
Ocorre quando, em um sistema fechado, a taxa de conversão (velocidade) das transformações de reagentes em produtos e produtos em reagentes, se iguala. Neste momento, os químicos dizem que o sistema atingiu um estado de equilíbrio dinâmico. É interessante notar que as velocidades de ida e volta se igualam, as concentrações de produtos e reagentes permanecem as mesmas – não necessariamente iguais -, mas a reação de maneira alguma para de acontecer.
“Uma maneira bacana de entendermos o assunto é pensar no fluxo de pessoas usando as escadas rolantes entre dois andares em shopping movimentado”, introduz o professor. Veja o exemplo destacado por ele:
Imagine que no início todo mundo está indo do primeiro para o segundo andar. Isso seria a transformação de reagentes em produtos.
Algumas pessoas, ao chegarem ao segundo andar, já pegam a escada para descer para o primeiro. Transformação de produtos em reagentes.
Nesse intervalo inicial, o fluxo maior é de pessoas subindo e deste modo não chegamos a um equilíbrio.
Quando a quantidade de pessoas subindo e descendo as escadas rolantes forem iguais, aí sim chegamos a um estado de equilíbrio dinâmico.
Notou que em nenhum momento as pessoas pararam de usar as escadas? Pois é, por isso o processo é dinâmico e não para.
Ah! Outra coisa. Percebeu que em nenhum momento se falou que as quantidades de pessoas nos dois andares eram iguais?. Então, o equilíbrio dinâmico só se importa com a taxa de ida e de volta e não com as quantidades que temos de “um lado ou de outro”. Até por que podemos ter mais de um do que de outro!
Pode ser classificado como homogêneo ou heterogêneo dependendo do estado físico daqueles que participam da reação.
Consideramos ele homogêneo quando reagentes e produtos encontram-se no mesmo estado físico (geralmente líquido ou gasoso). Agora ficou fácil de deduzir.
Um equilíbrio heterogêneo é aquele onde os participantes estão em estados físicos diferentes.
Agora vamos entender como podemos nos comunicar entre o mundo microscópico e o macroscópico.
De um modo geral, a constante de equilíbrio químico é descrita pela letra K maiúscula e é uma expressão matemática que indica quais são as quantidades (sim, quantidades, pois pode ser concentração ou pressão – se forem gases) de produtos e reagentes no estado de equilíbrio.
É através da análise do valor da constante de equilíbrio que os químicos verificam se a reação está “pendendo mais para um lado do que para outro”.
O valor constante de equilíbrio químico é sempre calculado da mesma maneira: divisão da concentração dos produtos pela concentração dos reagentes, elevado aos coeficientes estequiométricos da reação balanceada.
O professor chama atenção para informações muito importantes:
• As concentrações devem ser indicadas sempre em mol por litro (mol/L).
• Sólidos não entram, já que eles variam muito pouco a sua concentração ao longo da reação química.
• O valor da constante só varia com a alteração da temperatura.
O prof. Igor explica, “Eu posso colocar, retirar o reagente ou produto, pressionar, descomprimir ou qualquer outra coisa. Apenas a mudança de temperatura altera o valor da constante de equilíbrio”.
O grau de equilíbrio (α) é relação matemática entre a quantidade de um reagente que foi consumido até alcançar o equilíbrio químico, pela quantidade deste reagente no início da reação.
Trocando em miúdos, o grau de equilíbrio indica o quanto se “gastou” de um determinado reagente até chegar ao equilíbrio.
Por exemplo: se no início da reação tínhamos 1,0 mol/L de um determinado reagente e ao chegar ao equilíbrio temos 0,40 mol/L do mesmo, podemos dizer que o grau de equilíbrio é igual a 0,60 ou então α = 60%.
O equilíbrio químico pode ser momentaneamente perturbado. Esse processo é conhecido como deslocamento ou perturbação do equilíbrio e está baseado no princípio de Le Chatelier: qualquer perturbação na concentração, temperatura e/ou pressão, faz com que o sistema reaja de tal maneira a restabelecer o estado de equilíbrio.
É a mesma coisa que acontece quando alguém te incomoda: você se desloca para fugir dessa perturbação!
Deste modo vale ressaltar os fatores que afetam o estado de equilíbrio:
• Variação nas concentrações de reagentes ou produtos;
• Variação na pressão do sistema (se houver componentes gasosos);
• Variação na temperatura (esta além de descolar o equilíbrio, também altera o valor da constante).
“Ah! Uma coisa importante: catalisadores não deslocam equilíbrio químico!”, informa Igor.
“No Enem, ele costuma aparecer de forma mais teórica – se bem que alguns anos atrás caiu uma questão de cálculo que não aparecia faz tempo. Mas é mais aquela questão do deslocamento de equilíbrio químico, como ele consegue trabalhar com a mudança da concentração e etc“, revela o professor.
Já que a dica foi dada, vamos revisar esse e alguns outros pontos e treinar o conhecimento através dos nossos materiais para o Enem.
Agora chegou a vez de colocar tudo em prática. Que tal se testar? Confira a lista e resolva os exercícios:
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