O Equilíbrio Químico

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Segundo FOGAÇA (2016), em seu texto denominado “Lei da velocidade das reações químicas”, a velocidade de uma reação é diretamente proporcional às concentrações dos reagentes, conforme pode ser observado no caso genérico da figura 2, onde ‘v’ corresponde a velocidade da reação, ‘k’ à constante característica de cada reação e ‘α’ e ‘β’ aos expoentes que são determinados experimentalmente.

Figura 2 – Exemplo de Caso

[pic 2]

Fonte: FOGAÇA, 2017

Porém, vale salientar que se essa for uma reação elementar, ou seja, com uma etapa somente, é possível escrever esta mesma expressão da seguinte forma: . Isso significa que os coeficientes serão os respectivos expoentes na expressão (FOGAÇA, 2017).[pic 3]

Figura 3 – Exemplo de Caso

[pic 4]

Fonte: FOGAÇA, 2017

Caso estivermos lidando com uma reação reversível, que em um determinado momento se encontra em equilíbrio químico, então é possível realizar a expressão da velocidade tanto para a reação direta, como para a inversa, onde Vd corresponde a velocidade da reação direta e Vi a velocidade da reação inversa, como pode ser visto na figura 3.

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- Equilíbrio Heterogêneo

O equilíbrio heterogêneo é aquele no qual pelo menos uma substância está em uma fase diferente das outras (ARAUJO, 2017). Por exemplo, a pressão de vapor de um líquido é descrito como sendo a pressão exercida por um vapor quando ele está em um estado de equilíbrio dinâmico com seu líquido, conforme pode ser visto na figura 4.

Figura 4 – Exemplo de Caso

[pic 5]

Fonte: ARAUJO, 2017

Neste caso, duas fases coexistem no sistema, tratando-se de um equilíbrio heterogêneo. A pressão do vapor da água pode ser representada como um equilíbrio dinâmico heterogêneo entre a água líquida e a água de vapor.

- Equilíbrio Gasoso

Segundo Ziolli (2011), pela equação dos gases perfeitos tem-se que para cada gás de uma mistura gasosa , onde Px é a pressão parcial de um gás x qualquer, V é o volume ocupado pela mistura, nx é o número de mols do gás, R é a constante dos gases perfeitos e T é a temperatura em kelvin. Rearranjando essa equação, teremos: .[pic 6][pic 7]

O membro esquerdo (nx/V) é a fórmula para o cálculo da concentração molar do gás. A constante R é sempre a mesma e a temperatura T não varia em um sistema que permanece em equilíbrio químico, assim o único fator que pode variar na equação em um equilíbrio é a pressão parcial Px. Dessa forma, pode-se dizer que a concentração do gás é proporcional a sua pressão parcial (ZIOLLI, 2011).

- Aplicações

Dentre as aplicações para a teoria de equilíbrio químico, temos como exemplo como saber qual a reação que irá ocorrer preferencialmente no início quando misturamos certas quantidades de substâncias que estarão em equilíbrio entre si, dada a constante de equilíbrio.

Para isso, basta calcular o quociente da reação para o início da mistura. A expressão é a mesma que a da constante de equilíbrio, a única mudança é que no caso, é usada as concentrações ou as pressões parciais de um dado instante da reação. Se o quociente da reação for maior que a constante de equilíbrio, significa que a quantidade de produtos é muito alta, e a reação vai se processar no sentido de consumir os produtos.

Analogamente, se o quociente da reação for menor que a constante de equilíbrio, a reação vai se processar preferencialmente no sentido de consumir estes reagentes. Assim, há a possibilidade de favorecer a formação de um produto de interesse, o removendo em uma certa taxa ao longo do processo, pois assim o equilíbrio será deslocado a favor da formação desse produto.

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- METODOLOGIA

Para este trabalho ser executado, foi necessário a pesquisa de informações sobre Equilíbrio Químico, a busca de toda explicação e arcabouço teórico a respeito do tema, tais como a reversibilidade de reações químicas, seus exemplos e sua aplicação, referências a respeito do conteúdo de constante de equilíbrio, suas equações e aplicações práticas.

Também, para ser concebido esse, foi preciso a procura de fundamentos e teoria sobre equilíbrio heterogêneo e gasoso, também sua aplicação e os princípio de cada uma. A principal aplicação de toda essa teoria também foi pesquisada, de forma a perceber a importância dessa teoria e de todos os esforços e estudos feitos por esses autores hoje em dia aplicados na sociedade em geral.

Por fim, todas essas informações foram abordadas e transcritas em todo o decorrer desse trabalho, de forma a registrar todo o conhecimento adquirido e aprendido com esse tema de suma importância na área da química em geral.

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- CONCLUSÃO

Reações químicas podem acontecer de várias formas, podendo ser reversíveis ou irreversíveis. O equilíbrio químico, como o próprio nome já deixa claro, é quando a proporção entre reagentes e produtos se mantém com o tempo. Estas reações, podem não atingir toda sua eficiência, e é a reversibilidade que determina o seu rendimento.

Nesse contexto, há o equilíbrio heterogêneo, que é quando pelo menos uma substância está em uma fase diferente das outras, e o equilíbrio gasoso, na qual pode-se dizer que a concentração do gás é proporcional a sua pressão parcial.

Por fim, é possível verificar que o estudo do equilíbrio químico no geral tem uma importância econômica e biológica considerável, como no exemplo citado neste trabalho, em que se pode saber a reação ao misturar