Definição de Equilíbrio Químico

1. Condição de estabilidade presente em reações reversíveis onde as taxas de reação direta e reversa permanecem sempre as mesmas.

Gato. gramatical: substantivo masculino
em sílabas: e-qui-li-brio + quí-mi-co.

equilíbrio químico

Uma reação está em equilíbrio químico quando o velocidade de reação direto é igual a velocidade reação inversa. Todos reação química tem uma certa espontaneidade em relação ao equilíbrio, e para investigá-lo fazemos isso através do sinal de ∆G, Energia Gibbs free, o que implica que, através do valor dessa magnitude, podemos prever se uma reação ocorrerá em uma determinada direção ou não.

A variação da Energia Livre de Gibbs é expressa, em geral, em condições padrão como a diferença entre as energias dos produtos e reagentes também no estado padrão:

Enquanto, se a reação ocorrer em condições não padronizadas, a relação entre ∆Gº e ∆G é determinada pelo seguinte expressão:

onde Q é o quociente da reação.

Para entender as implicações da taxa de reação e do equilíbrio químico, devemos estudar o sinal de ∆G:

Se ∆G for negativo, isso implica que a reação é espontânea (ocorre) no sentido direto.

Se ∆G for positivo, isso implica que a reação não é espontânea (não ocorre) no sentido direto.

Enquanto que, se ∆G=0, não haverá variação, pois o sistema está em equilíbrio, e como já mencionado, a velocidade da reação direta é igual à velocidade da reação indireta. Isso implica que o quociente de reação Q é igual à constante de equilíbrio K, portanto não há tendência a favorecer uma direção específica da reação.

Como Q é definido como:

Para uma reação genérica:

Enquanto K assume a mesma forma, mas com as concentrações em equilíbrio.

Se voltarmos ao caso em que ∆G é negativo, isso implica que o quociente de reação Q é menor que K (constante de equilíbrio), implica que as concentrações do produto são menores do que deveriam ser se a reação estivesse em andamento. equilíbrio. Portanto, em termos de espontaneidade, torna-se espontâneo no sentido direto.

Já se ∆G for positivo, haverá uma preponderância de produtos acima do que deveria haver se o sistema estivesse em equilíbrio, sendo Q maior que K. Portanto, a reação é espontânea na direção inversa.

Deve-se notar que a definição estrita de Q e K é dada em termos de atividades dos produtos e reagentes, definindo a atividade em termos de concentração ou pressões como:

O bem:

Daí resulta que Q e K são adimensionais e podem ser considerados tanto em concentrações como em pressões parciais.

Quando as concentrações ou pressões parciais de produtos e reagentes permanecem constantes ao longo do tempo, ocorre a situação equilíbrio químico, enquanto uma situação de equilíbrio dinâmico é alcançada porque a taxa de reação direta e inversa com idêntico. É importante destacar o dinamismo do equilíbrio, a rapidez com que se formam e consumir produtos e reagentes é o mesmo, razão pela qual as concentrações ou pressões parciais não varia.

Se a condição se afastar da situação de equilíbrio, certas espécies irão predominar sobre outras e daí surge a expressão que relaciona a taxa de reação direta e inversa, Kc:

Vamos supor a reação vista acima:

Sendo Kd e Ki, as constantes de taxa de reação na direção direta ou reversa, respectivamente.

Novamente, se Kc>1, isso implica que Ki é menor que Kd, então há um alto grau de conversão de produtos em reagentes. Neste caso, o equilíbrio é deslocado para os produtos.

O inverso ocorre se Kc <1, implicando que a taxa de reação direta é menor que a taxa de reação indireta e há pouco consumo de reagentes, o equilíbrio é deslocado para os reagentes.

Considerando que, se Kc = 1, as velocidades são iguais e o sistema está em equilíbrio.

É importante definir duas questões: primeiro, o valor dessa constante depende exclusivamente da temperatura e, por sua vez, varia de acordo com a magnitude utilizada para expressar as concentrações ou pressões de produtos e reagentes.

Por último, o lei O equilíbrio químico se ajusta para soluções diluídas ou gases sob baixa pressão.