Universidade Federal de Ouro Preto Instituto de Cincias

Universidade Federal de Ouro Preto Instituto de Ciências Exatas e Biológicas Departamento de Química Equilíbrio Químico Professora: Melissa Soares Caetano Disciplina QUI 217

Equação fundamental Admitimos sistemas de composição inalterada na mudança de estado Reação química = Alteração na composição do sistema Propriedades termodinâmicas Se número de mols variar G=G (T, p, n 1, n 2. . . )

Se não há mudança na composição dn 1=0 e dn 2=0 -S V Aumento da energia de Gibbs que advém da adição de um número infinitesimal de moles da substância a mistura

Propriedades de µi Mantendo T e p constantes A B dni Se µA >µB então d. G negativo transferência ocorrerá espontaneamente Escoamento de substância da região A para região B ocorrerá até o equilíbrio

Equilíbrio Químico numa mistura Mantendo T e p constantes Considerando que a reação avança de ξ moles Avanço da reação nio é constante diferenciando temos

Energia de Gibbs da reação Se derivada for negativa energia de Gibbs da mistura diminuirá a medida que a reação prosseguir reação espontânea Se derivada for positiva levará a um aumento na energia de Gibbs reação não espontânea Se derivada for zero reação estará em equilíbrio

Equilíbrio Químico numa mistura de gases ideais Consideremos A e B como gases perfeitos Qp Quociente de reação

O sinal de ΔG é determinado pelo valor de ln Qp Pressões parciais dos reagente sejam muito grandes enquanto dos produtos pequenas Qp terá um valor fracionário pequeno e ln Qp será um número negativo e grande ΔG negativo No equilíbrio ΔG=0 K Constante de equilíbrio

Exemplo

Fazendo a conversão entre Kp e Kc

Característica do equilíbrio químico concentração produtos reagentes tempo te [ ] reagentes = produtos reagentes produtos tempo

Dependência da constante de equilíbrio com a temperatura G 1º = - RT 1 ln K 1 = - G 1º RT 1 G 2º = - RT 2 ln K 2 = - G 2º RT 2

ΔHro Independente da temperatura Equação de van´t Hoff

Exemplo

Deslocamento de equilíbrio “Quando um sistema em equilíbrio sofre algum tipo de perturbação externa, ele se deslocará no sentido de externa, ele se deslocará no sentido minimizar essa perturbação, a fim de atingir novamente de minimizar essa perturbação, a fim uma situação de equilíbrio” de atingir novamente uma situação de equilíbrio” Henri Louis Le Chatelier

Concentração

Pressão

Temperatura N 2 O 4(g) exotérmica endotérmica 2 NO 2(g)

Exemplo 2: A energia de Gibbs padrão de reação de isomerização do borneol a isoborneol, em fase gasosa, a 503 K é 9, 4 KJ/mol. Calcule a energia de Gibbs da reação do sistema constituído por 0, 15 mol de borneol e 0, 3 mol de isoborneol, quando a pressão total é 600 torr. Exemplo 3: Se a constante de equilíbrio for 6, 8. 105 a 298 K. Preveja seu valor a 400 K.