olá pessoal ou seja muito bem vindo da primeira aula do módulo de equilíbrio químico o módulo de equilíbrio químico deve ser um dos maiores do nosso curso mas também um dos módulos mais importantes na verdade é necessário entendermos bem como funciona o estado de equilíbrio para de fato nós entendermos bem a química nós já falamos um pouco sobre o estado de equilíbrio no módulo de termodinâmica nós vimos do estado de equilíbrio é atingido quando delta é esse total é igual a zero ou se preferirem quando delta g é igual a zero no módulo anterior um
módulo de equilíbrio físico nós trabalhamos com essa premissa a diferença entretanto entre o equilíbrio físico e o equilíbrio químico é que um módulo de equilíbrio químico nós iremos trabalhar com reações e pra nós entendemos como funciona o equilíbrio vamos começar com uma reação importantíssimo que a produção de amônia é uma questão histórica por trás dessa reação é que graças à produção de amônia que nós conseguimos produzir industrialmente o nitrato e consequentemente termos fertilizantes a produção dessa molécula em larga escala escala industrial se deve ao trabalho desse homem flix rápido e ganhou o prêmio nobel por
exatamente conseguir produzir amônia escala industrial mas o homem com uma polêmica muito grande com seu nome afinal ele é considerado também o pai da guerra química lá no site da universidade daqui me botou um post dedicado à vida conturbada desse homem o posto ficou bem legal não deixem de ler mas vamos voltar a reação da amônia na verdade nós falarmos sobre amônia vai ser válido para qualquer reação o primeiro momento imagina que os regentes gol região entre si e não fumar produtos e depois de um determinado tempo eu tenho apenas produto no meio racional só
que não é isso que acontece parece que a reação ela começa a avançar mas chega num ponto onde ela para mesmo ainda tendo regente no meio racional o que isso acontece a reação da amônia como em um primeiro momento eu tenho apenas nitrogênio e hidrogênio eles começam a reagir entre civil começa a formar amônia só que chegou um determinado momento e quando uma quantidade suficiente de amônia que vai reagir entre si para voltar a ser gente pra formar nitrogênio e hidrogênio nós representamos isso dessa forma uma certa maior na formação da amônia um sentido direto
e uma certa menor sentido inverso na formação do m2 e do h2 num módulo de cinética a gente vai aprender que a velocidade da reação depende de suas concentrações então tudo começou em uma alta concentração de agentes de h2n2 a velocidade da reação direta é bem maior só então quando tiver uma quantidade expressiva de amônia ela vai passar a exigir entre si para fumar os agentes estão no começo a velocidade da reação inversa é pequena até quando isso continua até velocidade da reação direta tornar se igual velocidade da reação inversa nesse momento com fogo formando
amônia amônia e se decompõe com a mesma velocidade para formar em dois e h2 então mundo representa um sucesso a dupla quer certa característica do equilíbrio eu estou dizendo que ocorrendo duas gerações a reação direta nesse caso da formação da amônia e edson inversa a reação de formação de dois jogadores porém as duas com a mesma velocidade e aí porque é importante frisar que as duas gestões na mesma velocidade porque conforme heumann formando produto produto se desfaz voltando a ser regente de forma que eu não tenha mais nenhuma transformação macroscópica do sistema a gente pode
entender isso olhando um gráfico de concentração e em função do tempo no início a uma grande com a atração dos regentes porém com o passar do tempo sua concentração diminui por outro lado eu tenho 10 da concentração do produto no caso de amônia mas que com o passar do tempo sua concentração aumenta o interessante é que chega um determinado ponto e que as concentrações não venham mais nesse ponto então uma concentração de gente dos produtos permanecem constantes não há mais modificações são em suas concentrações nós vemos que o equilíbrio foi atingido e por que eu
não tenho mais modificação das concentrações porque a velocidade da reação direta tu não és igual velocidade da reação inversa uma coisa que tem que ficar muito claro aqui é que no equilíbrio as concentrações de gente e dos produtos não necessariamente serão iguais mundo provavelmente não serão o que vai ser igual a velocidade da reação direta e velocidade da reação adversa pressa é a sua específica no equilíbrio de uma concentração maior de amônia os produtos no caso do q2 gente no entanto nós temos de ações que o equilíbrio a concentração dos regentes é maior do que
a concentração de produtos e isso a gente vai entender melhor em aulas posteriores pra ficar claro dessa aula pelo menos do que nós falamos até agora devemos entender que o equilíbrio se passa por um processo dinâmico o que significa isso é que o sistema continua existindo no entanto eu não vejo mais transformações macroscópicas ele continua reagindo regente continua fumando produto produto continua fumando regente porém com velocidades iguais o que permite utilizar no segundo ponto a velocidade da reação direta é igual a velocidade da reação inversa o que faz então com que as concentrações e permaneçam
constantes no equilíbrio e portanto eu não vejo mais nenhuma transformação macroscópica então no equilíbrio não vejo transformações macroscópicas porque a velocidade de reação direta é igual a velocidade de reação inversa mas e como consigo encontrar uma relação entre as concentrações no equilíbrio essa reação a reação em que o so2 dióxido de enxofre reage com o oxigênio molecular para formar o é só três o trio óxido de enxofre ea primeira grande observação nesse sentido a primeira grande contribuição entre a relação das concentrações do equilíbrio foi dada bem antes do trabalho de raber foi dada no século
19 pelo trabalho de um matemático e de um químico que eram minadas na verdade matemático é esse senhor aqui kato onde berg e o seu cunhado o peter waggit e esse na verdade era químico eles trabalhando com as concentrações na verdade nas concentrações com as pressões parciais do s o 2 no oxigênio gerando essa 3 mantendo a temperatura fixa de mil quer ouvir eles conseguiram observar uma coisa muito interessante nota é aqui que eu tenho uma determinada pressão parcial do é só 21 a pressão parcial ou 2 não há pressão parcial dois ou três e
esses valores e princípios retóricos não têm com relação nenhuma entre eles percebo que os valores expressões faciais nessa tabela são praticamente aleatórios no primeiro caso a vítima da pressão parcial 2 só dois como sendo quase o dobro da pressão parcial 2 aqui nós vemos a prisão pode ser o 2 igual a 2 e aqui nós temos a pressão parcial do sp2 menor do que a do doidão os valores são praticamente aleatórios e a princípio nós não teríamos com relação nenhuma no entanto o peter e ovais de conseguido encontrar uma correlação para isso eles definiram uma
coisa que deu o nome de kaká que hoje nós chamamos de constantes de equilíbrio e para esse caso constante seria seguinte cara nós pegaremos a pressão parcial 2 ou 3 mil equilíbrio e levariam ao quadrado dividiríamos pela precisam passar o nosso 2 elevado quadrado vezes a pressão parcial odores cada uma das expressões faciais é dividido pelo que chama de pevero 0 nada mais é do que a pressão padrão que apenas para cancelar a unidade o valor do ipva em um bar então apenas para cancelar a unidade temos portanto uma constante admissional e única coisa legal
o valor de kaká independentemente da pressão parcial de cada um dos dirigentes e do produto no equilíbrio é praticamente o mesmo 0,04 alguma coisa que podemos aproximar como sendo na média 0,0 41 ele foi um resultado em pirituba o resultado experimental obtido pelo udi berg eo vashem importantíssimo que mostra que existe uma relação entre nesse caso as pressões parciais um equilíbrio eu posso ainda escrever a expressão para constante uma forma simplificada é só não colocar o peso zero não dividir pela pressão padrão só que eu tenho que lembrar que o ca é admissional e essa
expressão que amarra a relação no equilíbrio dos regentes dos produtos nesse caso amarra a pressão parcial entrou para a história com o nome de lei das sombras massas ou lei de bud berg baixe e anos diz que a composição da mistura da reação pode ser expressa através da constante de equilíbrio o instante essa de um forma genérica para uma reação adiar mais bebê dando sem defender mas td ela pode ser descrita como a pressão parcial 2 reagentes e levar o seu consciente de que o metro cúbico dividindo a pressão parcial dos produtos no equilíbrio dividindo
os seus coeficientes econométricos então para definir o conceito de equilíbrio eu tenho que ter a pressão parcial de cada um dos regentes de produtos no equilíbrio e levar as suas com eficientes seco métricos aqui o produto era seu 3 está elevada seu convincentes e comérico está elevada 2d pedido pela pressão parcial do dirigente o so2 o oxigênio é levado a seu coeficiente tem o metro cúbico 12 criou a constante de equilíbrio em função da pressão parcial a gente costuma chamar então de constante equilíbrio em função da pressão o kp essa forma de expressar a posição
de equilíbrio em função da pressão é uma forma bem específica é uma forma observada pelo muito bem debaixo do boom de vista termodinâmico a gente consegue chegar a uma relação da constante de equilíbrio em termos mais gerais mas o que deve ficar claro que o trabalho do grande bairro washash é que independentemente da composição inicial de uma mistura de reação no caso do trabalho onde berg baixo a composição está representada pela pressão parcial dos regentes a oposição tende a se ajustar até que as atividades lei o valor característico de cá na determinada temperatura duas coisas
aqui são destacadas na palavra atividade determinada temperatura porque a constante de equilíbrio é uma função da temperatura dependendo da temperatura o botão curtir de equilíbrio distinta e isso tem que ficar bem claro na mente de vocês na hora de definir o caa gente tem que definir obrigatoriamente a temperatura a segunda palavra essa frase é a atividade e de fato a constante equilíbrio é definida em função da atividade no entanto não tem condições de explicar a atividade para vocês no curso de química geral específico no curso de físico-química de fumo que a maneira correta de se
expressar a constante de equilíbrio para a reação genérica adiar mais beberrão sem descer mas de ti de é na verdade k igual a atividade dos produtos no equilíbrio elevadas os coeficientes econométricos dividido pela atividade dos regentes elevadas seus coeficientes econométricos e essa então a forma correta de se definir a constante de equilíbrio o problema é que não o de química geral a gente não tem como definir a atividade corretamente e z estrito para um curso de físico química o que a gente pode imaginar a respeito da atividade é que é uma espécie de fuga da
idealidade quando uma solução não ideal eu tenho que trabalhar obrigatoriamente com atividade agora se eu conseguir aproximar o meu sistema se eu conseguir aproximar a minha solução para uma solução ideal eu posso substituir então a atividade por alguma outra propriedade que eu posso trabalhar mais facilmente e que propriedades e essa condição se é essa nós temos alguns exemplos bem comuns por exemplo a gente vai trabalhando com gás ideal os seus gados foram considerados como gazes de reais a atividade do gás a do gás medo da j é igual a pressão parcelo gae/j dividido pela pressão
padrão ou seja de conter a pressão padrão e não colocar a unidade da pressão parcial a actividade num determinado caso o ideal é igual à sua pressão parcial no equilíbrio naquele exemplo nós vimos do és o 2o dois ou três eu estava considerando eles como sendo ideais e nesse caso eu considerei a pressão parcial invés da atividade se vocês lembrarem o valor da constante de equilíbrio no acidente com cada caso e não era idêntico porque eu estava fazendo uma aproximação foi apenas um valor muito próximo se utilizasse a atividade deles o valor seria idêntico e
isso portanto vai trabalhando com gás com gases eu vou te apresentar ao constante equilíbrio e em função da pressão parcial o que a pressão parcial é igual a atividade se eu considerar pelo menos 10 ideal no entanto se eu tiver agora uma solução ideal nós já vimos um módulo de equilíbrio físico que uma solução ideal é uma solução muito diluída se eu estiver portanto nessa condição de uma solução muito diluída eu posso considerar a atividade dos o luto como sendo a concentração do sul mundo dividindo pela concentração padrão a conservação padrão é um novo livro
apenas para cortar a unidade e mostrar que a atividade é a dimensional e não posso simplificar que para uma solução ideal para uma solução muito diluída atividade dos o luto é igual a concentração dos o luto e isso vai gerar o que a gente costuma chamar de kc constante de equilíbrio em função da concentração a dezena aproximação importante é que um sólido um líquido puro vai ter atividade go e da ita onde vem essa aproximação eu considero console do curu ele está infestado padrão e por definição a sua actividade é um sólido puro coloco em
água e solo não forçou mudou apenas uma pequena parte dele por solúvel eu possa assumir que ele é praticamente como se estivesse fora da solução então na coxa de equilíbrio a gente não costuma colocar um sólido o consumo que só está praticamente insolúvel é como se ele estivesse fora da solução e fora da solução ele está no estado padrão ea sua actividade unitária a mesma coisa vale para um líquido puro porém uma solução não tem um líquido puro o que eu tenho um monte de um solvente como estão assumindo que a solução ideal e portanto
é muito diluída a quantidade nos ouvem que predomina sobre a quantidade do sul lutou demanda por exemplo 99% e solvente e eu assumo portanto que só vende seja praticamente puro e com atividade dele puro é igual a um e aí então eu posso imaginar que uma solução ideal um solvente está praticamente puro já praticamente fechado o padrão atividade dele pode ser aproximadamente 1 e portanto o solvente acaba não entrando na constante de equilíbrio vem pedindo isso lá no ensino médio por exemplo se tiver o equilíbrio entre carbonato de cálcio comandos e aó mais co2 o
carbonato de cálcio está na forma sólida posso sumir por tanto que ele está praticamente fechado o padrão sua atividade com a mesma coisa para o senhor o de fome que curtir de equilíbrio nesse caso é expressa na forma de um cap e uma constante em função da pressão parcial nesse caso a pressão parcial do céu dois elevados e obter checo métrico q1 e uma reação e de imunização de um ácido eu tenho um ácido mas a água humano é três ou mais mas o ano do ácido ea água não costuma entrar na coxa de equilíbrio
porque eu estou assumindo que eu tenho uma solução ideal é uma solução ideal a quantidade do solvente é muito maior que a quantidade dos o luto de fumo que o solvente nesse caso a água seja praticamente puro e portanto está praticamente fechado o padrão onde a atividade é um de forma constante de equilíbrio aproximada nesse caso o time de kc o mais especificamente cá é a concentração do h três ou mais cedo efe - um equilíbrio dividida com a conservação do hf do equilíbrio a água não foi considerada por ela ser um solvente e ser
praticamente cura forçando então aproximação da solução ideal o outro exemplo de solução de hidróxido de cálcio hidróxido de cálcio pouco solúvel então posso assumir que o sólido hidróxido de cálcio está praticamente fechado o padrão que como é constante nesse caso pode ser expressa em função da concentração dos produtos elevadas os coeficientes de comésticos eu não pude pedir pela concentração do hidróxido de cálcio por assumir a sua actividade como sendo bom essa forma de expressar a consegue equilibrar a gente vai aprender mais à frente do módulo que é chamado de café s a constante do produto
de solubilidade agora um caso bem interessante é a reação de certificação vocês devem ter prendido em química orgânica no ensino médio que um átomo carboxílico mais um álcool fornece oeste e água a água nesse caso entra na constante equilíbrio bom ela entra porque o primeiro a água não é somente ela está sendo formado ainda na reação à sua quantidade é pequena ela está avaliando então nós colocamos sim a concentração de água o fato dessa primeira reação à água não entrar na constante de equilíbrio não é por ser a água mas sim por ser um solvente
de uma solução ideal aqui não aqui a água um produto está sendo formado ao longo da reação à sua condenação varia então ela entra assim na constante de equilíbrio ficou claro isso pessoal como que a gente monta conchas de equilíbrio e porque sólidos e solventes não entrou na constante de equilíbrio e lithium porque por trás disso é a aproximação da solução ideal na próxima aula nós vamos chegar a uma expressão para constante de equilíbrio mas não do ponto de vista empírico como foi feito com gols de berg baixe mas sim baseado na termodinâmica
