Recebe o nome de equilíbrio químico um fenômeno que ocorre entre reagentes e produtos nas reações químicas reversíveis. Continue lendo para saber mais sobre esse tema que é bastante recorrente em provas do Enem e vestibulares. 

Entenda o que é equilíbrio químico

O equilíbrio químico consiste em um fenômeno que ocorre entre reagentes e produtos em reações químicas reversíveis. Em uma reação direta, os reagentes se transformam em produtos. Se a reação ocorre de forma inversa, então os produtos são convertidos em reagentes.

Para que o equilíbrio químico aconteça, é necessário que: 

– A temperatura seja constante;

– O sistema não realize trocas com o ambiente. 

Nas reações reversíveis, quando o ponto de equilíbrio é atingido, se tem: 

– Velocidade igual tanto na reação direta quanto na inversa;

– Concentração constante das substâncias existentes na reação. 

A medição do equilíbrio químico é feita por duas grandezas: grau de equilíbrio e constante de equilíbrio. O equilíbrio pode sofrer alterações quando ocorrem mudanças de pressão, temperatura, concentração e uso de catalisadores. 

Equilíbrio Químico: gráficos

O equilíbrio químico pode ser expresso graficamente empregando para isso as variáveis velocidade e concentração (eixo y) em função do tempo (eixo x). Quando as linhas do gráfico, tanto de velocidade quanto de concentração, se tornam horizontais, se tem o equilíbrio químico. 

Tipos de Equilíbrio Químico

Confira abaixo os tipos de equilíbrio químico. 

Sistemas homogêneos

Nesse tipo de equilíbrio, os componentes do sistema (reagentes e produtos) estão na mesma fase. 

Sistemas gasosos

2NO(g) + Cl2(g)              2NOCl(g)

Soluções

CH3COOH(aq) + C2H5OH(aq)             CH3COOC2H5(aq) +  H2O(l)

Sistemas heterogêneos

Nesse tipo de sistema os componentes da reação (reagentes e produtos) se encontram em mais de uma fase. 

Sn(S) + 2H+(aq)             Sn2+(aq) + H2(g)

Constante de Equilíbrio (K)

A constante de equilíbrio (Kc) consiste em uma grandeza que caracteriza o equilíbrio químico e que leva em consideração aspectos cinéticos das reações químicas e as soluções que estão em equilíbrio dinâmico.

O equilíbrio químico demanda que as taxas de reação de um sentido e do seu inverso sejam iguais. Dessa forma, fica estabelecido que a constante de equilíbrio é encontrada por: 

K = [produtos][reagentes]

De acordo com a temperatura o valor de K varia. 

Constante de equilíbrio em função da concentração (Kc)

Considere a equação química:

aA + bB                cC + dD

A constante de equilíbrio é expressa da seguinte maneira:                

Kc = Cc . [D]dAa . [B]b

Temos que: 

[ ] é a concentração em mol/L

a, b, c e d são os coeficientes estequiométricos

Constante de equilíbrio em função das pressões parciais (Kp)

Essa constante é utilizada quando ao menos um dos participantes está no estado gasoso. Nesse caso, as quantidades são expressas em termos de pressões parciais. 

Kp = pCc.  (pD)dpAa.  (pB)b

Relação entre Kc e Kp

Kp = Kc x (R x T)∆n

Temos que:

Kp é a constante de equilíbrio em função das pressões parciais

Kc é a constante de equilíbrio em função das concentrações

R é a constante dos gases, usamos 0,082 atm.Lmol. K

T é a temperatura em Kelvin (ºC + 273)

Δn consiste na variação do número de mols (mols dos produtos – mols dos reagentes). Leva em consideração somente os coeficientes das substâncias no estado gasoso. 

Grau de Equilíbrio

Recebe o nome de grau de equilíbrio (α) o rendimento de uma reação química através da relação entre o reagente e a quantidade de mols do reagente. Sendo assim, o grau de equilíbrio diz respeito à porcentagem em mols de uma substância até que chegue ao equilíbrio químico. 

α = (número de mols que reagiu)(número inicial de mols)

Quanto maior for o grau de equilíbrio, maior será a chance de a reação chegar ao equilíbrio. Para o grau de equilíbrio consideramos que: 

0 < α < 1

0 < α% < 100%

Então quanto maior o valor de α, maior será o caminho percorrido pela reação até alcançar o equilíbrio. 

Leis do Equilíbrio Químico

Conheça as leis do Equilíbrio Químico. 

Lei de ação das massas

Os cientistas noruegueses Cato Maximilian Guldberg e Peter Waage determinaram, em 1864, a previsão de como o equilíbrio químico é estabelecido. Depois de observar os aspectos cinéticos das reações reversíveis, eles chegaram à conclusão de que: 

“A velocidade de uma reação é diretamente proporcional ao produto das concentrações molares dos reagentes, quando estes estão elevados a expoentes que consistem em seus respectivos coeficientes estequiométricos.”

Inclusive, a constante de equilíbrio (Kc) foi desenvolvida em termos de concentrações molares de participantes da reação e a expressão é chamada de lei da ação das massas ou lei Guldberg-Waage.

Princípio de Le Chatelier

Em 1884, o químico francês Henry Louis Le Chatelier, observou as alterações das propriedades físicas e químicas de um equilíbrio químico e estabeleceu a seguinte generalização: 

“Se um fator externo age sobre um sistema em equilíbrio, este se desloca, sempre no sentido de reduzir a ação do fator aplicado.”. 

De acordo com Le Chatelier, quando realizamos a mudança de alguma propriedade de um sistema em equilíbrio, essa alteração faz com que o sistema procure uma maneira de minimizar a modificação. Um novo equilíbrio é então formado quando a velocidade das reações (direta e inversa) se igualam e as concentrações das substâncias das reações se tornam mais uma vez constantes.

Agora você já sabe o que é equilíbrio químico. Para conferir mais conteúdos como este e dicas para o Enem e o vestibular, acesse outros posts do blog do Hexag Medicina!