O que acontece com as velocidades das reações diretas e inversas no equilíbrio?

        Continuando com o exemplo da água:

Rea��o de ioniza��o da �gua - Rea��o direta:

     H2O      à    H+ +  OH-

Rea��o inversa:

H+  +  OH-  à  H2O

        Por convenção, o equilíbrio pode ser representado com o símbolo de igualdade, como em qualquer equação de reação química.

        H2O         =         H+        +        OH-

        Em uma situa��o de equil�brio qu�mico, as velocidades das rea��es direta e inversa s�o equivalentes. Como consequ�ncia, as concentra��es de reagentes e produtos permanecerem constantes após um determinado intervalo de tempo que pode ser curto ou não.

        Uma vez representando o equilíbrio químico através do sinal igual ( = ), isso indica que temos duas reações ocorrendo ao mesmo tempo. Chamamos de reação direta aquela que acontece no sentido da produ��o de produtos.(Lembre-se de que os produtos da rea��o de ioniza��o da �gua s�o os �ons H+  +  OH-)

        A outra reação, denominada reação inversa é aquela que ocorre no sentido da produ��o de reagentes.

        Ao analisarmos a cinética do equilíbrio químico, podemos verificar a igualdade entre a velocidade da reação direta e a velocidade da reação inversa. Ao mesmo tempo que 1 mol da espécie H2O é consumido na produção de H+ + OH- pela reação direta , 1 mol da mesma espécie H2O é produzido pela reação inversa. Com isso a concentração de H2O permanece constante.

        Uma outra espécie que pode servir como exemplo é o cloreto de prata (AgCl).

        AgCl(s)         =         Ag+        +        Cl-

        Em uma solução de AgCl temos as duas reações ocorrendo ao mesmo tempo , uma produzindo íons Ag+ + Cl- e outra inversa produzindo o sal AgCl(s).

        Com isso, as concentrações das espécies são constantes nesta situação, o que evidencia o equilíbrio químico.

Constante de equilíbrio

        O valor da constante de equilíbrio é obtido a partir das concentrações das espécies químicas presentes na solução quando o sistema está em equilíbrio.

        A constante de equilíbrio foi deduzida a partir das velocidades das reações direta e inversa.

        Recordando que para uma reação qualquer do tipo

        aA        +        bB        =         cC        +        dD

        A velocidade da reação é dada por

        V = k.[A]a.[B]b

        É importante lembrar que a água e espécies sólidas não são consideradas e apenas os reagentes participam da equação de velocidade. A velocidade depende exclusivamente dos reagentes e não dos produtos.

        Vamos utilizar o exemplo da ionização do AgCl

        AgCl(S)        à         Ag+        +        Cl-

        Para esta reação , V = k

        Como AgCl é um sólido, não participa da equação de velocidade.

        No entanto, para a reação inversa :

        Ag+        +        Cl-        à         AgCl(S)

        A velocidade é dada por V = k[Ag+][Cl-]

        A constante de equilíbrio, também chamada de Ke, é obtida pela divisão da velocidade da reação inversa pela velocidade da reação direta.

        Uma maneira mais simples de obter a equação da Ke para a reação

        AgCl(S)        =         Ag+        +        Cl-

        É calcular o quociente dos produtos pelos reagentes excluindo espécies sólidas e a água. O resultado é o mesmo.

        Ke = [Ag+][Cl-]

        Devemos lembrar que estas concentrações são aquelas obtidas durante o equilíbrio químico, ou seja, são constantes.

        A partir disso podemos elaborar uma regra geral para obtermos a equação da constante de equilíbrio:
 

        Para qualquer equação do tipo :

        aA        +        bB        =         cC        +        dD

        A constante de equilíbrio pode ser obtida por:

        A unidade da constante de equilíbrio é geralmente expressa em (mol/L)x onde x é o resultado aritmético da expressão das letras minúsculas (c+d-a-b).

        Tendo em mente o que significa a constante de equilíbrio (razão entre concentração de produtos e reagentes) podemos entender algumas de suas finalidades. Um exemplo clássico é analisar uma dada reação como por exemplo:

        A equilíbrio químico representado abaixo ocorre nos pulmões de pessoas fumantes.

Hm.Co + O2 = Hm.O2 + CO

O valor da constante desse equilíbrio é dado por :

        O símbolo Hm representa a Hemoglobina, substância responsável pelo transporte de Oxigênio no organismo. A partir destas informações , a que conclusão poderíamos chegar ?

        A resposta é a seguinte : Se tivéssemos um sistema formado por Hemoglobina , Oxigênio e monóxido de Carbono, após algum tempo o equilíbrio seria alcançado (as concentrações permaneceriam constantes) e a quantidade de Hm.CO e O2 seria 210 vezes maior que a quantidade de HmO2 e CO. A capacidade de respiração é proporcional à quantidade de Hm.O2. Essa constante de equilíbrio mostra qua a concentração de Hm.O2 é muito pequena em relação à concentração de Hm.CO . Com isso o fumante tem respiração deficiente.

        Fumar á prejudicial à saúde devido à formação de Hm.CO(aq) no organismo, o que dificulta o processo respiratório. Cada molécula de monóxido de Carbono (CO) que entra no organismo do fumante corresponde a uma molécula de Oxigênio a menos que ele não conseguirá mais respirar durante 1 mês ou mais .

Qual é a relação da velocidade direta com a inversa no equilíbrio?

O que ocorre com a velocidade da reação direta é inversa?

O que ocorre com as velocidades diretas e inversas e com as concentrações de reagentes e produtos quando um sistema reversível atinge o equilíbrio?

O que ocorre com as velocidades direta é inversa de uma reação reversível qualquer no equilíbrio?