Princípio de Le Châtelier: diferenças entre revisões

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Explicação do efeito da temperatura sobre o equilíbrio químico a partir de equações da termodinâmica, e um breve resumo
(Pequenas correções no texto de modo a ficar mais claro)
(Explicação do efeito da temperatura sobre o equilíbrio químico a partir de equações da termodinâmica, e um breve resumo)
# Temperatura
# Reação em análise (fator incluído na variação de Energia Livre de Gibbs)
 
 
 
 
Ao se dimunuir a concentração de C, Q se torna menor que Kc. Assim, o sistema se comportará de modo a consumir reagentes e formar produtos, aumentando Q de volta ao valor inicial. Dizemos que a retirada de produtos desloca o equilíbrio no sentido de formar produtos.
 
 
 
 
'''Ao se retirar determinada espécie química participante da reação, o equilíbrio se deslocará de forma a formá-la'''
 
 
 
 
Fator contrário seria observado ao se reduzir a concentração de gás hidrogênio (H<sub>2</sub>). A redução de concentração desse reagente deslocaria o equilíbrio para o mesmo lado que sofre a diminuição, fazendo com que o equilíbrio seja deslocado no sentido inverso (deslocamento para a esquerda), desfavorecendo a formação de produtos, isto é, a produção de amônia é aumentada em altos valores de concentração de gás hidrogênio, mas não é favorecida em baixas quantidades, tanto do gás hidrogênio, como do gás nitrogênio. Em outras palavras, pode-se afirmar que o rendimento da reação diminui com essa diminuição da concentração de H<sub>2.</sub>
 
== Temperatura ==
 
Para a temperatura, deve-se atentar para a classificação da reação quanto a mesma ser exotérmica ou endotérmica. Vale ressaltar que reações exotérmicas são aquelas que liberam calor (ΔH negativo), enquanto reações endotérmicas absorvem calor (ΔH positivo).
 
Quando há um aumento da temperatura, o equilíbrio químico é deslocando no sentido endotérmico da reação química.
 
Ao se realizar diminuições nos valores de temperatura, o equilíbrio químico é deslocado no sentido exotérmico da reação química.
 
Observe a reação química abaixo:
 
<chem>N2 (g) + 3 H2 (g) <=> 2 NH3 (g)</chem> + Energia
 
Observa-se que trata-se de uma reação exotérmica por produzir calor (liberar calor), e com isso o valor de ΔH será negativo.Como a reação química é exotérmica, o sentido direto é exotérmico e o sentido inverso da reação é endotérmico.
 
Ao se aumentar a temperatura do sistema, o equilíbrio se deslocará no sentido endotérmico da reação, que é o sentido inverso. Nesse caso, pode-se visualizar que o aumento da temperatura não favorece a formação de produtos. Ao aumentar a temperatura para a reação química mencionada acima, o equilíbrio é deslocado no sentido dos reagentes (lado esquerdo), aumentando a concentração dos gases hidrogênio e nitrogênio (H<sub>2</sub> e N<sub>2</sub>), reduzindo a quantidade de amônia (NH<sub>3</sub>) formada.
 
Efeito contrário é observado sob baixas temperaturas, onde em menores temperaturas o equilíbrio é deslocado no sentido exotérmico da reação, que é o sentido direto (lado direito da reação), favorecendo a formação de amônia, e sendo assim, aumentando a quantidade de amônia formada.
 
== Pressão ==
 
Algumas fórmulas, tais como a equação de Clapeyron, que diz que P . V = n . R . T, nos dizem que pressão e volume são inversamente proporcionais. Isso é realmente válido. Ao diminuir o volume de um sistema, pode-se dizer que aumenta-se a pressão dele. Para o deslocamento de equilíbrio, a mesma lógica seguirá. Ao se diminuir a pressão de um sistema, o equilíbrio será deslocado no sentido do maior volume estequiométrico (maior número de mols no estado gasoso). Enquanto isso, com o aumento da pressão do sistema, o equilíbrio é deslocado no sentido de menor volume estequiométrico (menor número de mols no estado gasoso).
 
Quando recorremos a mesma reação de síntese de amônia dos exemplos anteriores, podemos observar a relação da pressão com o deslocamento de equilíbrio.
Ao se aumentar a pressão desse sistema, poderíamos afirmar que o equilíbrio seria deslocado no sentido que possui o menor número de mols, sendo esse o sentido direto, sentido de formação de produtos, aumentando a quantidade de amônia formada (NH<sub>3</sub>).
 
Quando se diminui a pressão do sistema, pode-se afirmar que o equilíbrio químico será deslocado no sentido inverso da reação química, desfavorecendo a produção da amônia (NH<sub>3</sub>).
 
=== Adição de gases inertes ===
 
Apesar da pressão aumentar no sistema, é a mudança na pressão parcial de cada componente reativo que fará com que o equilíbrio seja deslocado para um lado ou outro da equação. Se esse processo não fosse feito à volume constante, modificaria - se as pressões parciais dos elementos gasosos, resultando portanto em um deslocamento do equilíbrio.
 
== Temperatura ==
 
=== Análise Termodinâmica ===
A análise da mudança causada pela variação da temperatura em um equilíbrio químico exige observar como a constante de equilíbrio varia com a temperatura. Da Termodinâmica Química tem-se que:
 
<math>K = \exp\left ( \frac{-\Delta G^\circ}{RT} \right )</math>
 
fazendo <math>\Delta G^\circ = \Delta H^\circ- T\Delta S^\circ</math> , e reorganizando a expressão:
 
<math>K = \exp\left ( \frac{-\Delta H^\circ}{RT} \right )\exp\left ( \frac{\Delta S^\circ}{R} \right )</math> (Equação 1)
 
Como apenas o primeiro fator depende da temperatura, ele é o único que precisa ser analisado.
 
Expressão A: <math>\left ( \frac{-\Delta H^\circ}{R T} \right )</math>
 
* Reação endotérmica (ΔH positivo):
 
Para esse caso, a "Expressão A" é negativa. O aumento da temperatura a torna o resultado da fração mais próximo de zero, ou seja, menos negativo. Como a "Expressão A" é expoente na "Equação 1", o fato de ela se tornar menos negativa faz com que o resultado da exponencial seja maior. Por isso, o '''aumento da temperatura aumenta o valor da constante de equilíbrio.''' Em outras palavras, as reações endotérmicas são favorecidas pelo aumento da temperatura. '''Já a diminuição da temperatura diminui a constante de equilíbrio''', e, por isso, não favorece o sentido endotérmico.
 
* Reação Exotérmica (ΔH negativo)
 
Para esse caso, a "Expressão A" é positiva. O aumento da temperatura torna o resultado da fração mais próximo de zero, isto é, menos positivo. Como a "Expressão A" é expoente na "Equação 1", o fato de ela se tornar menos positiva faz com que o resultado da exponencial seja menor. Por isso, o '''aumento da temperatura diminui o valor da constante de equilíbrio'''. Assim, as reações exotérmicas não são favorecidas pelo aumento da temperatura. '''Já a diminuição da temperatura aumenta a constante de equilíbrio''', de tal maneira que favorece o sentido exotérmico.
 
Em síntese, é possível afirmar que:
 
* '''O aumento da temperatura do meio reacional favorece o sentido endotérmico da reação'''
* '''A diminuição da temperatura do meio reacional favorece o sentido exotérmico da reação'''
 
=== Conclusão geral e exemplo ===
Para a temperatura, deve-se atentar para a classificação da reação quanto a mesma ser exotérmica ou endotérmica. Vale ressaltar que reações exotérmicas são aquelas que liberam calor (ΔH negativo), enquanto reações endotérmicas absorvem calor (ΔH positivo).
 
Quando há um aumento da temperatura, o equilíbrio químico é deslocando no sentido endotérmico da reação química.
 
Ao se realizar diminuições nos valores de temperatura, o equilíbrio químico é deslocado no sentido exotérmico da reação química.
 
Observe a reação química abaixo:
 
<chem>N2 (g) + 3 H2 (g) <=> 2 NH3 (g)</chem> + Energia
 
Observa-se que trata-se de uma reação exotérmica por produzir calor (liberar calor), e com isso o valor de ΔH será negativo.Como a reação química é exotérmica, o sentido direto é exotérmico e o sentido inverso da reação é endotérmico.
 
Ao se aumentar a temperatura do sistema, o equilíbrio se deslocará no sentido endotérmico da reação, que é o sentido inverso. Nesse caso, pode-se visualizar que o aumento da temperatura não favorece a formação de produtos. Ao aumentar a temperatura para a reação química mencionada acima, o equilíbrio é deslocado no sentido dos reagentes (lado esquerdo), aumentando a concentração dos gases hidrogênio e nitrogênio (H<sub>2</sub> e N<sub>2</sub>), reduzindo a quantidade de amônia (NH<sub>3</sub>) formada.
 
Efeito contrário é observado sob baixas temperaturas, onde em menores temperaturas o equilíbrio é deslocado no sentido exotérmico da reação, que é o sentido direto (lado direito da reação), favorecendo a formação de amônia, e sendo assim, aumentando a quantidade de amônia formada..
 
== A ação dos catalisadores ==
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