Equilíbrio dinâmico

o Olá tudo bem com você Você vai assistir agora mais uma aula de Ciências da Natureza e nessa aula vamos conversar sobre o equilíbrio dinâmico para ilustrar o conceito de Equilíbrio vamos dizer que temos um copo e colocamos um pouco de água nesse copo e também nos certificamos de que o copo tem uma tampa algumas dessas de moléculas de água vamos evaporar e se transformar em um gás ou vapor na verdade e eventualmente Quando tivermos a água gasosa suficiente parte da água gasosa vai se condensar e voltar a ser água líquida para representar esses dois

processos podemos colocar uma equação aqui onde temos água líquida esquerda e água gasosa à direita seguindo o sentido direto aqui do processo temos a água líquida se transformando em Água gasosa e essa seta para direita aqui representa o processo de vaporização quando a água gasosa volta a ser líquida temos essa seta na e eu representando isso inclusive Esse é o processo de condensação uma vez que começamos com água líquida no início a taxa de vaporização é maior do que a taxa de condensação mas eventualmente alcançamos um ponto em que a taxa de vaporização é igual

a taxa de condensação e quando isso acontece Ou seja quando estamos transformando água líquida em gasosa na mesma taxa que a água gasosa está se transformando em Água líquida o número de moléculas de água em estado líquido e em um estado gasoso permanece constante quando a taxa de vaporização é igual a taxa de condensação alcançamos um estado de Equilíbrio e esse é o equilíbrio dinâmico porque se a gente ampliar e olhar para isso aqui as moléculas de água estão sendo convertidas do estado líquido para o estado gasoso o tempo todo e essas moléculas de água

no estado gasoso também estão indo para o estado líquido tempo todo no então a taxa de são iguais o número de moléculas no estado líquido e o número de moléculas no estado gasoso permanecem constantes Claro se a gente olhar aqui do ponto de vista macroscópico nível de água não vai mudar absolutamente nada vai continuar a mesma coisa agora vamos aplicar esse conceito de equilíbrio dinâmico a uma reação química hipotética em nossa reação hipotética x 2 que é um gás marrom-avermelhado se decompõe os seus átomos individuais para formar 2x e os átomos individuais são incolores então

na reação direta vamos de x 2 para 2 x portanto x 2 está se decompondo em 2x e na reação inversa os dois átomos de X estão se Combinando para formar x 2 Quando temos uma reação direta e uma reação inversa por convenção dizemos que o que está no lado esquerdo são os reagentes e o que está no lado direito são os produtos e vamos esses termos para poder evitar algumas confusões enfim Digamos que começamos a nossa reação apenas com reagentes portanto apenas estes dois está presente nesse primeiro recipiente aqui e existem 5 ou partículas

de x 2 se cada partícula representa 0,1 mol como temos cinco partículas de x 2 temos 0,5 mol de x 2 e vamos dizer que esse recipiente aqui e seja de 1l 0,5 / 1 = 0,5 molar portanto a concentração inicial de gás X 2 e 0,5 molar e como não temos nenhum x não há pontos brancos nesse recipiente não é a concentração inicial de x é zero vamos lá eu vou escrever isso aqui 0m 101 morar em seguida esperamos 10 segundos nós começamos no tempo igual a zero segundo e agora estamos no tempo igual

a 10 segundos agora podemos ver e três partículas de x 2 em nossa caixa e isso é igual a zero, 3 molar Então vamos escrever isso aqui 0,3 molar para a nossa concentração e agora temos algumas partículas DX temos aqui uma duas três quatro partículas E mais uma vez você cada partícula representa 0,1 mol eu sou significa que temos 0,4 mol de x dividido por um ou 0,4 molar esperamos umas 10 segundos aí quando o tempo for igual a 20 segundos teremos aqui duas partículas de x 2 e uma duas três quatro cinco seis partículas

de X Sendo assim agora as concentrações são 0,2 molar para esses dois e 0,6 molar para ti esperando mais dez segundos ou seja até um instante de tempo igual a 30 segundos teremos aqui ainda duas partículas de x 2 e 6 partículas de X sendo assim após 30 segundos é e são dx2e 0,2 molar e de X 0,6 molar Observe Como a concentração de x 2 foi de 0,5 molar para 0,3 depois para 0,2 e em seguida encontramos o mesmo valor de 0,2 e isso após 30 segundos Ou seja a concentração se tornou o constante

Em um instante de tempo igual a 20 segundos a concentração de X passou de zero para 0,4 e depois para 0,6 mas em seguida também encontramos 0,6 é que no instante de tempo igual a 30 segundos assim as concentrações se tornaram constantes Em um instante de tempo igual a 20 segundos O que significa que a reação atinge o equilíbrio após 20 segundos sendo assim em ter Igual a zero não estava em equilíbrio é igual a 10 segundos também não estava em equilíbrio somente quando o tempo atingir o 20 segundos essa reação atinge o equilíbrio o

equilíbrio a taxa da reação direta é igual a taxa da reação inversa dessa forma x 2 está se transformando em 2x na mesma taxa que 2x está se transformando de volta em x 2 e como essas taxas são iguais às concentrações de X 2x no equilíbrio permanecem constantes podemos ver o mesmo conceito observando um gráfico de concentração por tempo a concentração de x 2 comecem 0,5 molar quando o tempo é igual a zero segundos e em seguida cai para zero, 3 molar após 10 segundos depois de 20 segundos está em 0,2 molar e permanece constante

depois disso para concentração de X começamos em zero molar aí aumentamos para 0,4 após 10 segundos e aí ao atingir 0,6 ela ficou constante a gente pode desenhar uma linha tracejada para visualizar as coisas um pouco melhor então vamos fazer isso aqui em 20 segundos Essa é a linha divisória uma das concentrações não estão em equilíbrio ou seja elas estão sempre mudando já direita dessa linha pontilhada as concentrações estão em equilíbrio ou seja elas permanecem constantes portanto a concentração de equilíbrio do gás X2 = 0,2 molar e a concentração de equilíbrio do gás X =

0,6 molar finalmente vamos usar esses diagramas específicos para pensar sobre o que veríamos em um nível macroscópico à medida que a reação segue para o equilíbrio repare que no primeiro diagrama de partiu pelas temos apenas partículas de vermelhos portanto apenas nosso rei a gente x 2 está presente no início no entanto com o passar do tempo o número de partículas vermelhas de menos de cinco no primeiro diagrama particular para 3 no segundo depois para dois no terceiro e a partir daí o número permanece em dois porque Lembre se atingimos o equilíbrio após 20 segundos sendo

o ponto de vista macroscópico no início da reação a gente começaria vendo um gás e marrom avermelhado mais escuro e aí a medida que o tempo passasse a gente começar ia ver um gás marrom-avermelhado mais claro finalmente ao atingir o equilíbrio a gente ver yungas e marrom avermelhado ainda é mais claro e ele permaneceria com esse marrom avermelhado bem claro porque alcançamos o equilíbrio e as concentrações de reagentes e produtos permanecem constantes no equilíbrio mesmo que nossos reagentes estejam se transformando em nossos produtos porque os nossos produtos também estão se transformando em nossos reagentes na

mesma taxa e portanto as concentrações dos reagentes e dos produtos são constantes Espero que você tenha compreendido todas essas idéias aqui e mais uma vez eu quero deixar para você um grande abraço e dizer que te encontro na próxima