Qual o efeito do aumento da temperatura no equilíbrio químico?

Graduação em Química (Centro Universitário Franciscano, UNIFRA, 2014)

Ouça este artigo:

Para começarmos a analisar as causas do deslocamento de equilíbrio químico devemos entender que equilíbrio químico é definido como uma reação reversível que possui concentrações constantes e velocidades de reação (direta e inversa) iguais.

Alguns fatores são responsáveis pelo deslocamento desse equilíbrio para o lado dos reagentes ou dos produtos. Este fenômeno é baseado na Lei de Le Chatelier que diz o seguinte: “Se um sistema em equilíbrio é perturbado por uma alteração na concentração, temperatura ou pressão de um dos componentes, o sistema deslocará a sua posição de equilíbrio de forma a contrabalancear o efeito da perturbação. ”

Em 1884 o cientista Chatelier lançou uma teoria explicando os efeitos da pressão sobre o deslocamento do equilíbrio, porém, em 1888 ele aprimorou a teoria e a ampliou para qualquer efeito externo tal como variação de temperatura e concentração.

O desenvolvimento desta teoria foi de extrema importância para a indústria principalmente por ter possibilitado a obtenção da amônia de forma industrial. A amônia é largamente utilizada na indústria como matéria-prima para fertilizantes (por exemplo a ureia), plásticos, produtos de limpeza entre outras tantas aplicações.

Abaixo vamos abordar especificamente os efeitos de diferentes fatores para o deslocamento do equilíbrio químico:

Efeito da variação da pressão: quando a pressão aumenta o equilíbrio desloca para o lado que contém menor número de moléculas e caso ela diminua o equilíbrio desloca para o lado de maior número de moléculas formadas.

Exemplo: 2 A B

Neste caso se a pressão aumenta o equilíbrio vai ser deslocado para a esquerda devido a ter o maior número de moléculas.

Efeito da variação da concentração: quando há aumento da concentração dos reagentes o equilíbrio desloca para o lado dos produtos e quando ocorre o inverso temos o equilíbrio deslocado para os reagentes.

Exemplo: A 2B

Neste caso se aumentamos a concentração de A o equilíbrio se desloca para o lado de formação do 2 B.

Efeito da variação da temperatura: Quando há um aumento da temperatura o equilíbrio é deslocado para favorecer uma reação endotérmica e quando a temperatura é reduzida o equilíbrio se desloca a favor de uma reação exotérmica.

Exemplo: 2 A + O2 B + CO2 H- + x Kj/mol

Neste caso como a reação direta representa uma reação de combustão, ou seja, exotérmica, quando a temperatura for reduzida o equilíbrio vai se deslocar a favor da mesma.

Texto originalmente publicado em https://www.infoescola.com/quimica/deslocamento-de-equilibrio-quimico/

Equilíbrio químico (continuação)

A pressão de um gás está associada ao volume deste gás. O aumento da pressão beneficia a reação com menor volume e a diminuição da pressão beneficia a reação com maior volume.

Aumento do volume do gás = EXPANSÃO
Diminuição do volume do gás = CONTRAÇÃO

Qual o efeito do aumento da temperatura no equilíbrio químico?

Seja a reação química:

Qual o efeito do aumento da temperatura no equilíbrio químico?

O volume ocupado por regentes e produtos, obedece à proporção estequiométrica. Neste caso, o produto possui menor volume. Com um aumento da pressão, o equilíbrio será deslocado para o sentido dos produtos, sentido direito, porque tem menor volume.

Aumento da pressão = EQ para lado com menor volume
Diminuição da pressão = EQ para lado com maior volume

Para estas alterações, não há modificação no valor da KC.

Influência da temperatura

É a única alteração que pode modificar o valor da KC.

Qual o efeito do aumento da temperatura no equilíbrio químico?

Qual o efeito do aumento da temperatura no equilíbrio químico?

O aumento da temperatura beneficia a reação endotérmica.
A diminuição da temperatura beneficia a reação exotérmica.

Influência da presença de catalisador

A presença de um catalisador (substância química que acelera a reação química) não altera o valor da KC. O catalisador promove a diminuição do momento do equilíbrio. Altera tanto na reação direta como na reação inversa.

Resumo de deslocamento de equilíbrio químico

Perturbação Externa

Deslocamento do Equilíbrio

Alteração de Kc ou Kp

Adição de um participante

No sentido oposto ao do participante

Não

Retirada de um participante

No sentido do participante

Não

Aumento da pressão total

No sentido do menor volume

Não

Diminuição da pressão total

No sentido do maior volume

Não

Aumento da temperatura

No sentido endotérmico

Sim

Diminuição de temperatura

No sentido exotérmico

Sim

Presença de catalisador

Não

Não

Equilíbrio Químico – 2

Constante de acidez (Ka) e constante de basicidade (Kb)

Quando um ácido entra em contato com água, dizemos que ocorreu uma ionização. Para as bases, utilizamos o termo dissociação. Veja o que acontece quando ácido clorídrico é adicionado em água:

Qual o efeito do aumento da temperatura no equilíbrio químico?

A sua constante de equilíbrio é dada por:

Qual o efeito do aumento da temperatura no equilíbrio químico?

Observe que a substância líquida água não deve participar da constante de equilíbrio porque a sua concentração é constante. Então se a concentração de água for multiplicada por KC, teremos o aparecimento de uma nova constante, a constante de acidez, Ka.

Qual o efeito do aumento da temperatura no equilíbrio químico?

A constante de acidez indica a força do ácido. Quanto menor o valor do Ka, mais fraco é o ácido. Menos ionizado é este ácido. Utiliza-se esta constante para os ácidos fracos. Ácidos fortes não tem Ka , já que dissociam completamente e não apresentam equilíbrio (reação direta  e inversa).

A constante de acidez está ligada ao grau de ionização de um ácido.

Quanto maior o Ka , maior é o grau de ionização, portanto, ácido forte.
Quanto menor o Ka , menor o grau de ionização, portanto, ácido fraco.

Observe a tabela de ácidos com diferentes valores de Ka e sua força ácida:

ÁCIDOS

Ka (25°C)

FORÇA ÁCIDA

HClO4

10+10

Muito Forte

HCl

10+7

Muito Forte

H2SO4

10+3

Forte

H2SO3

1,5.10-2

Forte

H3PO4

7,6.10-3

Fraco

HNO2

4,3.10-4

Fraco

HF

3,5.10-4

Fraco

CH3COOH

1,8.10-5

Fraco

H2CO3

4,3.10-7

Fraco

H2S

1,3.10-7

Fraco

HCN

4,9.10-10

Muito Fraco

Podemos utilizar, também para demonstrar o valor da constante de acidez, a constante de ionização, Ki.

A constante de basicidade é dada por Kb, e indica a força da base e o seu grau de dissociação. É semelhente ao Ka, porém agora refere-se às bases.

Qual o efeito do aumento da temperatura no equilíbrio químico?
  
Qual o efeito do aumento da temperatura no equilíbrio químico?

Qual o efeito do aumento da temperatura no equilíbrio químico?

Qual o efeito do aumento da temperatura no equilíbrio químico?

Como referenciar: "Influência da pressão e temperatura - Equilíbrio químico" em Só Química. Virtuous Tecnologia da Informação, 2008-2022. Consultado em 22/09/2022 às 19:44. Disponível na Internet em http://www.soquimica.com.br/conteudos/em/equilibrioquimico/p4.php

Qual o efeito de um aumento de temperatura sobre o seguinte equilíbrio químico?

Assim, se aumentarmos a temperatura do sistema, o equilíbrio químico será deslocado no sentido da reação endotérmica, que nessa reação é para a direita. Isso ocorre para que o calor seja absorvido e se atinja novamente o equilíbrio.

O que ocorre com o equilíbrio quando se aumenta a temperatura?

Aumentarmos a temperatura do sistema, o equilíbrio será deslocado no sentido inverso (da reação endotérmica), ou seja, será deslocado para a esquerda (sentido da formação dos reagentes);

Qual o papel da temperatura no equilíbrio químico?

O aumento da temperatura favorece a reação que absorve calor, ou seja, desloca o equilíbrio para o sentido endotérmico (ΔH > 0). Já a diminuição da temperatura, favorece a reação que libera calor, isto é, desloca o equilíbrio para o sentido exotérmico (ΔH < 0).

Por que o aumento da temperatura diminui o rendimento da reação?

Isso ocorre porque a temperatura é uma medida da agitação térmica das partículas que compõem uma substância. Isso significa que se aumentarmos a temperatura, a agitação das moléculas também aumentará; e o contrário também é verdadeiro: com a diminuição da temperatura, a agitação das moléculas também diminuirá.