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A Constante de Equilíbrio
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A constante de equilíbrio pode assumir desde valores muito altos até bem baixos. Se K é menor que 1, isto significa matematicamente que existe no estado de equilíbrio uma quantidade bem superior de reagentes do que produtos. Por outro lado, se a constante de equilíbrio é maior que 1, o inverso deve ocorrer. Quanto maior for o valor da constante de equilíbrio, maior será a tendência dos reagentes se transformarem em produtos.
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| Quando um sistema em equilíbrio é perturbado, ocorrem reações químicas para o restabelecimento do equilíbrio. Assim, alguns fatores podem alterar o equilíbrio para permitir, por exemplo, que uma reação ocorra com melhor eficiência. Alguns fatores que afetam o equilíbrio são apresentados ao lado. |
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- Adição de um dos componentes da reação;
- Aumento da pressão ou temperatura;
- Alteração de volume.
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Vamos analisar a reação exotérmica, ao lado, entre hidrogênio e iodo para produzir o gás iodídrico.
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A 490 ºC e 1 atm, K vale 46, contudo, se adicionarmos mais gás hidrogênio ou iodo ao sistema, o equilíbrio tende a ser deslocado para aliviar a perturbação imposta e, por isto, o equilíbrio é deslocado para direita, aumentando a concentração de HI. Agora, se fornecermos calor ao sistema, este pode ser aliviado, favorecendo a reação que ocorre com absorção de calor, ou seja, favorecendo a reação que irá consumir calor. Como a reação entre hidrogênio e iodo é exotérmica, a decomposição do gás iodídrico deve ser endotérmica.
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Logo, se fornecermos calor para o sistema, o equilíbrio será deslocado para a esquerda, aumentando as concentrações de reagentes. Por outro lado, se diminuirmos o volume do sistema onde está ocorrendo esta reação, nada acontecerá. Pois, neste caso, para se formar 2 moléculas de produto é necessário que desapareçam duas moléculas de reagente. É claro que se o volume diminui a concentração de reagente aumenta, porém este aumento na concentração é estendido a todos os componentes.
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É bem verdade que existem outras reações em equilíbrio que são afetadas pela alteração do volume do recipiente onde a mesma está ocorrendo. A reação entre nitrogênio e hidrogênio gasosos para a produção de amônia pelo processo Haber-Bosch é um bom exemplo.
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Uma diminuição no volume onde está ocorrendo esta reação favorece a formação de menos moléculas, logo se 4 moléculas de reagentes interagem entre si para produzir 2 moléculas de produto, a contração de volume favorecerá a formação de mais produto.
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As explicações para o deslocamento dos equilíbrios apresentadas, anteriormente, são qualitativas e a forma para a sua compreensão foi proposta por Henry Le Chatelier, em 1884. O princípio de Le Chatelier estabelece que, quando se aplica uma força num sistema em equilíbrio, este tende a reajustar-se, se possível, no sentido de diminuir os efeitos dessa força.
O princípio de equilíbrio químico também é válido para as soluções aquosas. Um caso especial de equilíbrio químico é o da própria água .
Veja a animação, note que ao abaixarmos a temperatura do frasco a substância que inicialmente apresentava uma coloração marrom intensa vai diminuindo, gradativamente, sua coloração.
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