Equilíbrio químico e espontaneidade
Equilíbrio químico e espontaneidade
Uiversidade Estadual de Feira de Santana
Disciplina: Físico-Química I
Docente: Vania Rastelly
Curso: Engenharia de Alimentos
Feira de Santana - BA
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espontaneidade e equilíbrio, Notas de estudo de Engenharia de Alimentos
Seminário da disciplina Físico- Química I sobre Equilíbrio e Espontaneidade
Tipologia: Notas de estudo
2012
1 / 28
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Equilíbrio químico e espontaneidadeEquilíbrio químico e espontaneidade
Uiversidade Estadual de Feira de Santana Disciplina: Físico-Química I Docente: Vania Rastelly Curso: Engenharia de Alimentos Feira de Santana - BA
Equilíbrio Químico
Situação para qual tendem os sistemas em que ocorre uma reação reversível que apresenta velocidades iguais para as reações direta e inversa, e cujos componentes tem suas concentrações inalteradas. Teoricamente, toda a reação química ocorre nos sentidos:
Equilíbrio químico
- (^) Reação direta : A → B velocidade = Kd [A]
- (^) Reação indireta: B → A Velocidade = Ki [B] ( Kd e Ki são constantes da velocidade)
Reversibilidade de Reações Químicas
Gráfico : Velocidade das reações direta e inversa em função do tempo
Equilíbrios Químicos Homogêneos e
Heterogêneos
Gráfico: A visão do equilíbrio. CO2 (g) + H2 (g) CO(g) + H2O(g)
Lei da ação das massas
- (^) Reação: aA + bB cC + dD
- (^) Para esta reação a quantidade, Q, é definida como: Q = [C]c^ [D]d [A] a [B] b Q é a expressão da lei da ação das massas para a reação ou quociente de reação.
Constante de equilíbrio
- (^) K relativamente alto: condição de equilíbrio predomina na reação direta;
- (^) K relativamente baixo: condição de equilíbrio predomina na reação inversa.
Espontaneidade
- Qualquer processo que ocorra sem intervenção externa é espontâneo.
- (^) Quando um ovo cai no chão, ele se quebra espontaneamente.
- (^) A reação inversa não é espontânea, portanto podemos concluir que um processo espontâneo tem um sentido.
- Em qualquer processo espontâneo, a trajetória entre reagentes e produtos é irreversível
Entropia (S)
- (^) Medida do grau de desordem de um sistema. Quanto maior for a desordem, maior a entropia.
- (^) Mede a parte da energia que não pode ser transformada em trabalho. ∆S = + Os produtos estão mais desordenados que os reagentes ∆S = - Os produtos estão menos desordenados que os reagentes
Energia livre e espontaneidade
- (^) São espontâneos os processos que ocorrem com diminuição de entalpia e aumento de entropia.
- (^) Quando um processo ocorre com aumento ou diminuição simultânea de entalpia e entropia, para se prever a espontaneidade ou não da reação é necessário utilizar a energia livre de Gibbs (G)
Energia de Gibbs: Indicador de
espontaneidade
- Se ΔG é positivo (ΔG > 0): processo não G é positivo (ΔG é positivo (ΔG > 0): processo não G > 0): processo não espontâneo;
- Se ΔG é positivo (ΔG > 0): processo não G é zero (ΔG é positivo (ΔG > 0): processo não G = 0): o processo está em equilíbrio;
- Se ΔG é positivo (ΔG > 0): processo não G é negativo (ΔG é positivo (ΔG > 0): processo não G < 0 ): processo espontâneo.
Considere a formação de amônia a partir de nitrogênio e hidrogênio:
- Inicialmente a amônia será produzida espontaneamente;
- Após um determinado tempo, a amônia reagirá espontaneamente para formar N2 e H2;
- No equilíbrio, Δ G = 0 e Q = Keq.
Reações espontâneas
- (^) Para reações espontâneas, a concentração de produtos no equilíbrio será superior à de reagentes, a Kc > 1, ∆G0 < 0 e a reação é espontânea.
Reações não-espontâneas
- (^) Quando a reação tende a se processar no sentido inverso ao que está escrito, sua Kc < 1, ∆G0 > 0 e a reação não é espontânea. Desta forma, ∆G0 indica o sentido em que uma reação deve se processar em condições padrão.