Equilíbrio químico — constante de equilíbrio, Le Chatelier e equilíbrio iônico
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Resumo
Equilíbrio químico. Em reação reversível em sistema fechado, atinge-se o estado em que velocidade direta = velocidade inversa. É dinâmico (as reações continuam) e as concentrações ficam constantes — não necessariamente iguais.
Constante de equilíbrio. Para aA + bB ⇌ cC + dD: Kc = [C]ᶜ[D]ᵈ / [A]ᵃ[B]ᵇ.
- Sólidos e líquidos puros não entram na expressão.
- Kp usa pressões parciais (só gases).
- K grande (≫ 1) → equilíbrio deslocado para os produtos; K pequeno → para os reagentes.
- K só muda com a temperatura.
Princípio de Le Chatelier: perturbado, o equilíbrio se desloca para minimizar a perturbação.
- Adicionar reagente ou retirar produto → desloca para a direita (produtos).
- Aumentar a pressão (reduzir volume) → para o lado com menos mols de gás; se iguais, não desloca.
- Aumentar a temperatura → favorece o sentido endotérmico (e muda K).
- Catalisador → não desloca; só faz chegar mais rápido ao equilíbrio.
Equilíbrio iônico
- Ka/Kb: quanto maior, mais forte o ácido ou a base.
- Água: Kw = [H⁺][OH⁻] = 1,0 × 10⁻¹⁴ a 25 °C → pH + pOH = 14.
- Efeito do íon comum: adicionar um íon já presente desloca o equilíbrio no sentido de consumi-lo (reduz a ionização/solubilidade).
- Tampão: ácido fraco + sal de sua base conjugada (ou base fraca + sal); resiste a variações de pH (sangue: H₂CO₃/HCO₃⁻).
- Kps (produto de solubilidade) para sais pouco solúveis: precipita quando o produto das concentrações iônicas excede o Kps.
Pegadinha Cebraspe. "No equilíbrio, as concentrações de reagentes e produtos são iguais" → errado: são constantes, não necessariamente iguais.
Visão geral
O processo Haber-Bosch (N₂ + 3 H₂ ⇌ 2 NH₃, exotérmico) é o exemplo clássico: alta pressão favorece a amônia; temperatura alta reduziria o rendimento, mas é usada para ganhar velocidade, com catalisador.
Regra
Ver íntegra
| Perturbação em N₂(g) + 3 H₂(g) ⇌ 2 NH₃(g), ΔH < 0 | Deslocamento |
|---|---|
| Adicionar N₂ | Direita |
| Retirar NH₃ | Direita |
| Aumentar a pressão | Direita (4 mol → 2 mol de gás) |
| Aumentar a temperatura | Esquerda (sentido endotérmico); K diminui |
| Catalisador | Nenhum |
Pontos-chave
- Quociente Q: se Q < K, a reação avança para os produtos; se Q > K, para os reagentes.
- Adição de gás inerte a volume constante não desloca o equilíbrio.
- Inverter a equação → K' = 1/K.
- Hidrólise de sais é equilíbrio iônico (ver
qui-funcoes-inorganicas).
Como a banca cobra
- "O equilíbrio químico é dinâmico, pois as reações direta e inversa continuam ocorrendo" → certo.
- "A constante de equilíbrio varia com a concentração dos reagentes" → errado (só com a temperatura).
- "Em reação exotérmica, o aumento da temperatura desloca o equilíbrio para os reagentes" → certo.
- "O catalisador desloca o equilíbrio no sentido dos produtos" → errado.
- "Soluções-tampão resistem a variações de pH" → certo.
Referência
Mapa mental
Características
- Reversível, sistema fechado
- v direta = v inversa
- Concentrações constantes, não iguais
Constante
- Kc = produtos/reagentes elevados aos coeficientes
- Sólidos e líquidos fora
- K só muda com temperatura
Le Chatelier
- Adicionar reagente: direita
- Mais pressão: menos mols gasosos
- Mais temperatura: endotérmico
- Catalisador não desloca
Equilíbrio iônico
- Kw = 10⁻¹⁴ a 25 °C
- Íon comum
- Tampão resiste ao pH
⚠️ Pegadinha
- Equilíbrio não é igualdade de concentrações
Questão 1, Certo ou Errado
No equilíbrio químico, as reações direta e inversa cessam.
Revelar gabarito
Gabarito: Errado
Errado. O equilíbrio é dinâmico: as reações direta e inversa continuam ocorrendo, com velocidades iguais; por isso as concentrações ficam constantes, embora não necessariamente iguais entre reagentes e produtos.
Questão 2, Certo ou Errado
Adicionar catalisador desloca o equilíbrio no sentido dos produtos.
Revelar gabarito
Gabarito: Errado
Errado. O catalisador acelera igualmente as reações direta e inversa e só faz o sistema chegar mais rápido ao equilíbrio, sem deslocá-lo em nenhum sentido nem alterar a constante.
Questão 3, Certo ou Errado
Em N₂(g) + 3 H₂(g) ⇌ 2 NH₃(g), o aumento da pressão desloca o equilíbrio para a formação de NH₃.
Revelar gabarito
Gabarito: Certo
Certo. Pelo princípio de Le Chatelier, aumentar a pressão favorece o lado com menos mols de gás; como há 4 mol nos reagentes e 2 mol no produto, forma-se mais NH₃.
Questão 4, Certo ou Errado
A constante de equilíbrio varia somente com a temperatura.
Revelar gabarito
Gabarito: Certo
Certo. Variações de concentração, de pressão ou uso de catalisador podem deslocar o sistema ou acelerá-lo, mas não alteram K; o valor da constante muda apenas com a temperatura.
Questão 5, Certo ou Errado
Sólidos puros participam da expressão da constante de equilíbrio Kc.
Revelar gabarito
Gabarito: Errado
Errado. Na expressão de Kc, entram as concentrações das espécies em solução ou em fase gasosa; sólidos e líquidos puros não participam dela, por terem concentração considerada constante.
- Revelar resposta
Equilíbrio químico
Velocidade direta = inversa; dinâmico; concentrações constantes (não necessariamente iguais).
- Revelar resposta
Expressão de Kc
Kc = [produtos]/[reagentes] elevados aos coeficientes; sólidos e líquidos puros não entram.
- Revelar resposta
O que altera K
Só a temperatura.
- Revelar resposta
Le Chatelier — pressão
Aumentar a pressão desloca para o lado com menos mols de gás.
- Revelar resposta
Le Chatelier — temperatura e catalisador
↑ T favorece o sentido endotérmico. Catalisador não desloca o equilíbrio.
- Revelar resposta
Le Chatelier — concentração
Adicionar reagente ou retirar produto: desloca para os produtos; o inverso desloca para os reagentes.
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