Como funciona o deslocamento de equilíbrio?

Graduação em Química (Centro Universitário Franciscano, UNIFRA, 2014)

Ouça este artigo:

Para começarmos a analisar as causas do deslocamento de equilíbrio químico devemos entender que equilíbrio químico é definido como uma reação reversível que possui concentrações constantes e velocidades de reação (direta e inversa) iguais.

Alguns fatores são responsáveis pelo deslocamento desse equilíbrio para o lado dos reagentes ou dos produtos. Este fenômeno é baseado na Lei de Le Chatelier que diz o seguinte: “Se um sistema em equilíbrio é perturbado por uma alteração na concentração, temperatura ou pressão de um dos componentes, o sistema deslocará a sua posição de equilíbrio de forma a contrabalancear o efeito da perturbação. ”

Em 1884 o cientista Chatelier lançou uma teoria explicando os efeitos da pressão sobre o deslocamento do equilíbrio, porém, em 1888 ele aprimorou a teoria e a ampliou para qualquer efeito externo tal como variação de temperatura e concentração.

O desenvolvimento desta teoria foi de extrema importância para a indústria principalmente por ter possibilitado a obtenção da amônia de forma industrial. A amônia é largamente utilizada na indústria como matéria-prima para fertilizantes (por exemplo a ureia), plásticos, produtos de limpeza entre outras tantas aplicações.

Abaixo vamos abordar especificamente os efeitos de diferentes fatores para o deslocamento do equilíbrio químico:

Efeito da variação da pressão: quando a pressão aumenta o equilíbrio desloca para o lado que contém menor número de moléculas e caso ela diminua o equilíbrio desloca para o lado de maior número de moléculas formadas.

Exemplo: 2 A B

Neste caso se a pressão aumenta o equilíbrio vai ser deslocado para a esquerda devido a ter o maior número de moléculas.

Efeito da variação da concentração: quando há aumento da concentração dos reagentes o equilíbrio desloca para o lado dos produtos e quando ocorre o inverso temos o equilíbrio deslocado para os reagentes.

Exemplo: A 2B

Neste caso se aumentamos a concentração de A o equilíbrio se desloca para o lado de formação do 2 B.

Efeito da variação da temperatura: Quando há um aumento da temperatura o equilíbrio é deslocado para favorecer uma reação endotérmica e quando a temperatura é reduzida o equilíbrio se desloca a favor de uma reação exotérmica.

Exemplo: 2 A + O2 B + CO2 H- + x Kj/mol

Neste caso como a reação direta representa uma reação de combustão, ou seja, exotérmica, quando a temperatura for reduzida o equilíbrio vai se deslocar a favor da mesma.

Texto originalmente publicado em https://www.infoescola.com/quimica/deslocamento-de-equilibrio-quimico/

O fenômeno visto em sistemas em equilíbrio químico, em que uma perturbação favorece o sentido de compensar a modificação imposta, é chamado de Princípio de Le Chatelier.

Como funciona o deslocamento de equilíbrio?
Henry Louis Le Chatelier (1850-1936)

No texto “Reações Reversíveis e Equilíbrio Químico”, quando uma reação reversível encontra-se em um sistema fechado, ela acaba por entrar em equilíbrio químico, ou seja, as taxas de desenvolvimento das reações direta e inversa ocorrem com a mesma velocidade. Se não houver nenhuma alteração no sistema, ele permanecerá indefinidamente assim.

O cientista francês Henry Louis Le Chatelier (1850-1936) percebeu isso e passou a estudar esse fenômeno. Ele dedicou-se ao estudo de possíveis maneiras de se conseguir deslocar o equilíbrio químico e descobriu aspectos importantes que são até hoje usados por indústrias, por exemplo, para aumentar a produção de determinados produtos com menor custo.

Uma das coisas que ele descobriu foi o que passou a ser chamado de Princípio de Le Chatelier, que pode ser enunciado da seguinte maneira:

Quando se provoca uma perturbação em um sistema em equilíbrio, este se desloca no sentido que tende a anular essa perturbação, procurando se ajustar a um novo equilíbrio.”

Os principais fatores que causam esse deslocamento no equilíbrio químico são: concentração dos reagentes ou produtos participantes da reação, pressão e temperatura.

O uso de catalisadores apenas acelera a velocidade das reações, isto é, no caso de reações reversíveis, faz com que elas atinjam o equilíbrio mais rapidamente. Mas os catalisadores não interferem no deslocamento do equilíbrio, pois eles atuam igualmente tanto no sentido da reação direta quanto no sentido da reação inversa.

Consideremos um exemplo em que haverá variação na concentração: temos o seguinte sistema aquoso em que os íons abaixo estão em equilíbrio químico:

Não pare agora... Tem mais depois da publicidade ;)

2 CrO42-(aq) + 2 H+(aq) ↔ 2 Cr2O72-(aq) + 2 H2O(l)

Os íons CrO42- conferem a cor amarela ao sistema, enquanto os íons Cr2O72- conferem a cor alaranjada.

Assim, imagine que adicionemos algumas gotas de limão a esse sistema. Visto que o limão é ácido, estaríamos aumentando a concentração dos íons H+(aq). Seguindo o princípio de Le Chatelier, o sistema irá, então, deslocar-se no sentido de consumir os íons H+, ou seja, no sentido da reação direta (para a direita). Isso provocaria mais produção dos íons Cr2O72- e a solução passaria de amarela para o alaranjado.

Como funciona o deslocamento de equilíbrio?

Exemplo de deslocamento de equilíbrio segundo o Princípio de Le Chatelier

O contrário também é verdadeiro, se adicionarmos alguma solução básica ao meio, os íons OH- dessa solução irão reagir com os íons H+ e haveria o aumento da concentração da água (H2O(?)) no meio. Por isso, o equilíbrio se deslocaria no sentido de consumir a água, ou seja, para a esquerda, no sentido inverso, e o sistema líquido ficaria amarelo.

Por meio desse exemplo, podemos generalizar o seguinte:

Como funciona o deslocamento de equilíbrio?

Variação da concentração e deslocamento do equilíbrio

Quanto à variação da pressão e da temperatura, podemos dizer o seguinte:

Como funciona o deslocamento de equilíbrio?

Variação da pressão e da temperatura e deslocamento do equilíbrio químico
 


Por Jennifer Fogaça
Graduada em Química

Videoaulas relacionadas:

Por Jennifer Rocha Vargas Fogaça

Como ocorre o deslocamento do equilíbrio?

O deslocamento de um equilíbrio é o mecanismo da própria reação química de voltar ao equilíbrio após a ocorrência de uma perturbação (por exemplo, mudança na pressão).

O que é o deslocamento do equilíbrio químico?

O deslocamento de equilíbrio químico ocorre quando um determinado processo químico é submetido a algum tipo de perturbação. Um equilíbrio químico existe quando a velocidade em que os reagentes tornam-se produtos é a mesma em que os produtos tornam-se reagentes.

Quais é o fatores que vai provocam o deslocamento de equilíbrio?

Os principais fatores que causam esse deslocamento no equilíbrio químico são: concentração dos reagentes ou produtos participantes da reação, pressão e temperatura.

Como ocorre o processo de equilíbrio químico?

O equilíbrio químico ocorre quando as velocidades de vaporização e condensação de uma reação se igualam. Algumas reações ocorrem por completo, ou seja, os reagentes se misturam e não voltam mais ao estado inicial, mas em outras a reação pode ser reversível, é nestes casos que o Equilíbrio químico se manifesta.