EQULIBRIO QUIMICO

EQUILÍBRIO QUÍMICO1

1- Introdução

Uma reação química é composta de duas partes separadas por uma flecha, a qual

indica o sentido da reação. As espécies químicas denominadas como reagentes ficam à esquerda da

flecha e, à direita, ficam os produtos, ou resultado da reação química.

Reagentes à Produtos

A + B à C + D

Quando a reação não se completa e os reagentes e produtos mantêm-se em equilíbrio,

utilizam-se duas setas em sentidos contrários ou uma seta dupla para separar as duas partes da

reação química. O equilíbrio químico é dinâmico, o qual indica que a reação que se processa em

um sentido (dos reagentes para os produtos, sentido direto) tem a mesma taxa de desenvolvimento

que a reação que se processa no sentido inverso (dos produtos para os reagentes)

Reagentes ßà Produtos

A + B ßà C + D

A existência de um equilíbrio químico dinâmico significa que a reação química nem

sempre caminha para um final; ao invés disto, alguns reagentes e produtos coexistem no sistema.

Este equilíbrio dinâmico é um estado em que parece que nada está ocorrendo, porém é

um estado no qual reações químicas estão ocorrendo e freqüentemente em velocidades rápidas.

1 Arquimedes Lavorenti. Professor Associado do Depto. de Ciências Exatas, ESALQ/USP, Caixa Postal 9,

13418-900 – Piracicaba – SP. E-mail: [e-mail] – Publicação Destinada ao Ensino de

Ciências - Química - 28/3/2002

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Conforme o sentido da reação, as mesmas podem ser classificadas em irreversíveis ou

reversíveis. Nas reações irreversíveis as substâncias que atuam como reagentes se transformam em

produtos da reação e entre os mesmos não existe nenhuma afinidade, e a reação não tem retorno,

nem um equilíbrio é estabelecido, isto é, não é reversível.

Uma espécie química sempre vai existir em equilíbrio com outras formas de si mesma.

As outras formas podem existir em quantidades não detectáveis porém elas sempre estarão

presente. Estas outras formas originam devido a desordem natural da natureza que nós chamamos

de entropia (é impossível ser perfeito).

Como exemplo, água pura consiste de compostos moleculares e íons dissociados que

coexistem no equilíbrio:

H2O(l) ßà H+

(aq) + OH-

(aq)

O subscrito (l) se refere ao estado líquido, e o subscrito (aq) se refere aos íons em

solução aquosa.

No equilíbrio as concentrações dos íons em solução são constantes. Íons Pb2+ e CrO4

2-

continuam a formar PbCrO4 sólido, e PbCrO4 sólido continua a se dissolver. Devido a taxa de

precipitação e dissolução serem as mesmas, não há variação nas concentrações dos íons em

solução. Este equilíbrio é representado pela reação:

Em uma reação química em equilíbrio, as concentrações

(ou pressões parciais) dos reagentes e produtos estão em um estado

estacionário, isto é, eles não estão mudando. De qualquer modo, um

ponto importante a ser lembrado é que no nível molecular as espécies

reagentes (átomos, moléculas ou íons) ainda estão formando

produtos, e espécies de produtos estão retornando para os reagentes.

No equilíbrio, a taxa na qual os reagentes se transformam

em produtos é igual a taxa da reação inversa onde os produtos se

transformam em reagentes. A figura à direita mostra um precipitado

de PbCrO4 sólido em equilíbrio com íons Pb2+ e CrO4

2- em solução.

3

PbCrO4(s) ßà Pb2+

(aq) + CrO4

2-

(aq)

A flecha dupla para a direita e para a esquerda nesta equação da reação indica que as

reações ainda estão ocorrendo, más que as concentrações atingiram um equilíbrio, isto é, um

estado estacionário.

2- Lei da ação das massas

O conceito que descreve o equilíbrio químico em termos quantitativos foi proposto

pelos noruegueses Cato Guldberg e Peter Waage em 1864. Eles observaram que a concentração

molar dos reagentes e produtos em uma reação química em equilíbrio sempre obedecia a uma

certa relação, característica para cada tipo de reação e dependente apenas da temperatura, a qual

eles denominaram de constante de equilíbrio.

Eles propuseram a lei da ação das massas para resumir suas conclusões, cujo

enunciado é o seguinte: “a velocidade de uma reação química é diretamente proporcional às

concentrações dos reagentes”. Observaram que o fator importante na determinação da velocidade

ou taxa de uma reação química não é apenas a quantidade de reagente,