Definição de Equilíbrio Homogêneo e Heterogêneo

Candela Rocío Barbisan | Dez 2021
Engenharia Química

Equilíbrio homogêneo

Em geral, os equilíbrios ácido-base são homogêneos, pois ocorrem em soluções aquosas. Da mesma forma, o grau de ionização de cada ácido ou base dará origem ao pH do solução e esse processo é regido pela constante de acidez ou basicidade, conhecidas como Ka e Kb respectivamente.

Aqui está um exemplo de Equilíbrio produto químico homogêneo e sua respectiva constante de equilíbrio:

Sendo:

Deve-se lembrar que o equilíbrio químico ocorre quando o velocidade de reação iguais diretos Rapidez reação indireta.

Equilíbrio heterogêneo

Em geral, os atribuímos a soluções ou precipitações de compostos iônicos, uma vez que sua fase inicial ou final responde a um sólido que é diluído ou precipitado em solução aquosa. Deve-se notar que, nesses casos, a constante que rege o processo é a constante de equilíbrio Keq, entretanto, os sólidos não entram em jogo nos produtos desta constante.

Um exemplo claro de equilíbrio heterogêneo é a decomposição em alta temperatura de carbonato de cálcio sólido formando óxido de cálcio sólido e dióxido de carbono gasoso:

Sendo:

Equilíbrios sólido-líquido heterogêneo

Em equilíbrios heterogêneos onde um sólido precipita, a constante do produto de solubilidade ou Kps desempenha um papel fundamental, e é é, neste caso, a constante de equilíbrio que rege o processo, indicando o quão solúvel o sólido é no solvente utilizado, comumente Água.

Do que se trata? Praticamente, para a formação de um produto insolúvel ou pouco solúvel a partir de um composto iônico, portanto, nesses casos há uma série de fatores Eles desempenham um papel importante.

Em primeiro lugar, como em todo equilíbrio, a temperatura, já que o aumento da temperatura leva a um aumento do energia cinética dos cristais que enfraquece as forças de ligação devido às vibrações causadas.

Por outro lado, a natureza dos compostos interagentes, uma vez que, como sabemos, quanto maior a semelhança na polaridade do solvente e do composto a ser dissolvido, melhor será o grau de solubilidade. Isso é explicado porque a magnitude das forças de interação entre o solvente e o sólido a ser dissolvido deve ser semelhante àquelas que o sólido possuía inicialmente.

Finalmente, a entropia do sistema desempenha um papel muito importante. A variação da entropia explica o grau de ordem de um sistema e, como se sabe, o Universo sempre tende ao caos ou à desordem. Quando a dissolução ocorre, as ligações do composto iônico são rompidas aumentando a desordem, portanto, o processo é amplamente favorecido.

Então, quando um composto iônico se dissolve no sentido direto da reação de equilíbrio e, precipita, no sentido contrário, a relação que rege o processo é a constante do produto de solubilidade mencionado.

Em ambos os tipos de equilíbrios podemos destacar características comuns: primeiro, a temperatura desempenha um papel fundamental, uma vez que controla o equilíbrio. Se esta variável variar, pelo Princípio de Le Chatelier o sistema reagirá de forma a neutralizar a referida perturbação. Da mesma forma, o valor da constante de equilíbrio é único para cada reação de equilíbrio a uma determinada temperatura e corresponde a um quociente de atividades, portanto, é independente da concentração ou pressão dos produtos e reagentes. Para aprofundar o estudo da variação do Keq com a temperatura, é necessário mergulhar no Equação por Van't Hoff.

Em segundo lugar, o estado de equilíbrio não deve variar ao longo do tempo e, quando falamos de um estado de equilíbrio, nos referimos a um processo que ocorre em um sistema fechado.

Por outro lado, em todos os casos, o expressão das constantes de equilíbrio, qualquer que seja o processo realizado, mantém sua forma sendo: concentração de produtos aumentados para seus respectivos coeficientes estequiométricos em relação à concentração de reagente elevada para seus coeficientes estequiométrico. Deve-se notar que a maioria dessas constantes foram tabuladas a 25ºC.

Bibliografia

Notas da cadeira, Química Geral I, UNMdP, Faculdade de Engenharia, 2019.