Equilíbrio e Espontaneidade, Slides de Engenharia de Alimentos

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Equilíbrio e

Espontaneidade

Universidade Estadual de Feira de Santana

Departamento de Ciências Exatas

Engenharia de Alimentos

Samai Nunes de Oliveira

Taciany Souza Chalegre

O que é equilíbrio químico

É a condição na qual as concentrações de

todos os reagentes e produtos em um sistema

fechado param de variar com o tempo.

• Para substâncias gasosas podemos usar a equação do gás

ideal:

PV = RT , onde n = n = P

v RT

• Para as substâncias A e B

[A] = PA e [B] = PB

• RT RT

Então, para as reações diretas e indiretas :

Reação direta : Velocidade = Kd PA

RT

Reação indireta: Velocidade = Ki PB

RT

Para solutos na solução:

Concentrações em quantidade de matéria

Cn = n mol/l

v

Reversibilidade de reações químicas

• Velocidade das reações

direta e inversa em função

do tempo:

Concentração das

substâncias envolvidas em

função do tempo:

Lei da ação das massas

Reação:

aA + bB cC + dD

Para esta reação a quantidade, Q, é definida

como:

keq = [C]

c

[D]

d

[A]

a

[B]

B

Equilíbrio heterogêneos e

homogêneos

Heterogêneos Substâncias no equilíbrio que

estão em fases diferentes.

A(s) + B(g) C(s) + D(g)

Homogêneos Substâncias no equilíbrio

que estão em mesma fase.

A(g) + B(g) C(g) + D(g)

A energia de Gibbis

G = H – T. S

∆G = ∆ H – T ∆ S

A energia livre de Gibbs mede a

capacidade que um sistema possui de

realizar trabalho

Energia de Gibbs: Indicador de

espontaneidade

Se ΔG = G (produtos) –G (reagentes)G é positivo (ΔG = G (produtos) –G (reagentes)G > 0) processo não

espontâneo;

Se ΔG = G (produtos) –G (reagentes)G é zero (ΔG = G (produtos) –G (reagentes)G = 0) o processo está em

equilíbrio;

Se ΔG = G (produtos) –G (reagentes)G é negativo (ΔG = G (produtos) –G (reagentes)G < 0 ) processo

espontâneo.

Reações não Espontâneas

ΔG = G (produtos) –G (reagentes) G> 0, pois Gp> Gr

Equilíbrio Químico

ΔG = G (produtos) –G (reagentes) G= 0

Fatores que afetam o estado de

equilíbrio de um sistema

Concentração dos constituintes;

Temperatura;

Pressão;

Volume.

Efeito da temperatura

A adição de calor favorece a reação A remoção de calor favorece a

reação