Ensino do Conceito de Equilíbrio Químico

ENSINO DO CONCEITO DE EQUILÍBRIO QUIMICO: UMA BREVE REFLEXÃO

Este artigo faz uma breve reflexão sobre o ensino do conceito de equilíbrio químico no Ensino Médio do ponto de vista termodinâmico. Podem-se identificar pelo menos três pontos negativos na abordagem cinética de equilíbrio químico: 1) O conceito é rigorosamente mais amplo quando derivado da termodinâmica. A confusão de conceitos fica explícita em alguns livros, nos quais, ao usar o exemplo da reação de formação de amônia a partir de nitrogênio e hidrogênio, os autores apresentam a lei de velocidade para a reação direta sendo tetra molecular ([N2][H2]3),o que acarreta em outro erro grave, agora do ponto de vista cinético, pois não existem registros de reações químicas com molecularidade maior que três. 2) Para obter a expressão analítica da constante de equilíbrio, usa-se o artifício de igualar as velocidades das reações de “ida e volta”. 3) O maior problema na abordagem cinética do equilíbrio químico está, em nosso ponto de vista, na não-inserção das transformações químicas dentro de um conceito mais universal sobre as transformações da natureza. Os livros-textos que abordam o conceito de equilíbrio químico, sob o ponto de vista da cinética química, deixam de apresentar aos leitores o fato de que as reações químicas são regidas pelas leis universais que descrevem as transformações da natureza. A maioria quase absoluta dos livros didáticos de Química direcionados para o Ensino Médio recorre à igualdade das velocidades das reações direta e inversa para justificar o estado de equilíbrio das reações.  Fundamentalmente, ocorrerão quebras e formação de novas ligações químicas e a “energia química excedente”, a energia livre (representada pela letra G), deverá ser liberada para o meio. A variação de energia livre de Gibbs (ΔG) é equacionada pelo seguinte balanço: ΔG = ΔH – TΔS Em uma dada temperatura e pressão, um processo que libera energia (exotérmico) e que leva a um aumento da entropia é duplamente favorecido, pois os dois fatores levam à diminuição da energia livre do sistema (ΔG < 0). Para certo valor de Q haverá ainda certa quantidade de energia livre, ΔrG, (que é igual à diferença de energia livre dos produtos e à energia livre dos reagentes) que ainda pode ser  liberada. A busca pelo equilíbrio em uma reação química pode ser mais bem representada por meio de gráficos da variação da energia livre em função da extensão (porcentagem) da reação (Atkins, 1990). Para uma determinada reação química, a termodinâmica tem a capacidade de predizer qual será a proporção de reagentes e produtos no estado de equilíbrio, mas nada pode dizer sobre os caminhos que a reação seguiu. Para finalizar essa reflexão, pode-se pensar no ganho que professores e alunos teriam se a abordagem de equilíbrio químico no Ensino Médio fosse feita do ponto de vista termodinâmico.  Para os profissionais que futuramente trabalharão com química, a abordagem no Ensino Médio de equilíbrio químico, dentro dessa visão, permitiria ao aluno compreender situações que são tratadas no Ensino Superior e que requerem uma clara distinção entre fenômenos cinéticos e termodinâmicos.

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