a) Aumento da temperatura: favorece a reação endotérmica, que, nesse caso, é a reação direta, ou seja, produz mais ozônio.
b) Diminuição da temperatura: favorece a reação exotérmica, que, nesse caso, é a reação inversa, ou seja, o ozônio é consumido, diminuindo sua concentração.
c) Aumento da pressão: favorece a reação que ocorre com contração do volume, que, nesse caso, é a reação direta, isto é, de formação do ozônio:
3 O2(g) ⇌ 2 O3(g)
3 volumes 2 volumes
d) Diminuição da pressão: favorece a reação que ocorre com expansão do volume, que, nesse caso, é a reação inversa.
e) Aumento da concentração de gás ozônio: favorece o consumo do ozônio, deslocando o equilíbrio para a esquerda.
Uma reação reversível que se encontra em equilíbrio só terá o seu equilíbrio deslocado se houver alguma alteração externa, pois um equilíbrio nunca se desloca por vontade própria.
Uma dessas alterações é a variação da concentração, o que envolve retirar ou adicionar reagentes ou produtos.
Vejamos um exemplo:
- Adição de reagentes:
Se adicionarmos ao equilíbrio mais gás hidrogênio ou mais gás nitrogênio, as concentrações dos reagentes irão aumentar e, com isso, o número de choques efetivos entre suas moléculas também se elevará, resultando no aumento da taxa de desenvolvimento da reação direta de formação da amônia (NH3(g)).
Isso quer dizer que a adição de reagentes desloca o equilíbrio para o lado direito, no sentido da formação dos produtos:
Isso está de acordo com o Princípio de Le Chatelier que diz que quando se provoca alguma perturbação em um sistema em equilíbrio, este se desloca no sentido de anular essa perturbação, procurando se ajustar a um novo equilíbrio.
No caso acima, ocorrerá que, com o tempo, a quantidade de amônia irá aumentar, atingindo novamente um equilíbrio. Com isso, a razão entre as concentrações dos produtos e reagentes se manterá constante, ou seja, o valor da constante de equilíbrio Kc permancerá o mesmo.
Kc = __[NH3]2__↑
[N2] . [H2]3 ↑
Isso também ocorrerá para os demais casos, isto é, nenhuma variação na concentração dos reagentes ou dos produtos alterará o valor de Kc.
- Adição de produtos:
Se adicionarmos mais amônia, aumentando a sua concentração, parte dela irá se transformar nos gases nitrogênio e hidrogênio, aumentando a taxa de desenvolvimento da reação inversa de formação dos reagentes.
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Isso significa que a adição de produtos desloca o equilíbrio para o lado esquerdo, no sentido de formação dos reagentes:
- Retirada de reagentes:
Se retirarmos um ou os dois reagentes, as suas concentrações diminuirão e, consequentemente, a taxa de desenvolvimento da reação direta irá diminuir. Assim, o equilíbrio será deslocado no sentido da formação de mais reagentes, que é para a esquerda:
- Retirada de produtos:
Se diminuirmos a concentração dos produtos, a taxa da reação inversa irá diminuir, aumentando a taxa de desenvolvimento da reação direta. Isso significa que o equilíbrio se deslocará para a direira:
Resumidamente, podemos dizer o seguinte:
É importante ressaltar que a variação da concentração de sólidos não desloca o equilíbrio.
Portanto, na reação abaixo, se retirarmos ou adicionarmos CO2(g) ou CO(g), haverá o deslocamento do equilíbrio. Mas se diminuirmos ou adicionarmos C(s), nada irá acontecer com o equilíbrio químico:
O deslocamento de um equilíbrio químico é a forma na qual um sistema reacional sai de uma situação de equilíbrio químico. Nesse deslocamento, a velocidade em que a reação direta (seta 1) ocorre é a mesma da reação inversa (seta 2).
Modelo de uma equação em equilíbrio químico
Assim, durante o deslocamento de um equilíbrio químico, a reação inversa prevalece sobre a direta e tende à formação dos reagentes A, B, C ou a reação direta prevalece sobre a reação inversa e tende à formação do produto D.
Essas ocorrências foram reportadas pelo químico francês Henri Louis Le Chatelier. Ele descobriu que, quando um sistema em equilíbrio é perturbado, tende a trabalhar contra a perturbação gerada e, para isso, busca atingir uma nova situação de equilíbrio. Essa tendência do sistema é denominada de princípio de Le Chatelier.
Segundo os estudos realizados por Le Chatelier, os únicos fatores capazes de promover o deslocamento de um equilíbrio químico são:
Concentração do participante;
Temperatura;
Pressão.
Influência da concentração no deslocamento do equilíbrio
A mudança na concentração de um participante da reação é um fator que pode promover o deslocamento de um equilíbrio químico. De uma forma geral, segundo o princípio de Le Chatelier, com relação à modificação na concentração de um dos participantes, o equilíbrio comporta-se da seguinte maneira:
Aumento da concentração: o equilíbrio desloca-se no sentido contrário ao do participante;
Diminuição da concentração: o equilíbrio desloca-se no mesmo sentido do participante.
Exemplo de relação de equilíbrio:
Modelo de uma equação em equilíbrio químico
Assim, se:
Aumentarmos a concentração dos reagentes A, B ou C: o equilíbrio será deslocado no sentido contrário a eles, ou seja, será deslocado para a direita (sentido da formação de D);
Aumentarmos a concentração do produto D: o equilíbrio será deslocado no sentido contrário ao dos reagentes, ou seja, será deslocado para a esquerda (sentido da formação dos reagentes A, B e C);
Diminuirmos a concentração dos reagentes A, B ou C: o equilíbrio será deslocado no mesmo sentido deles, ou seja, será deslocado para a esquerda (sentido da formação dos reagentes);
Diminuirmos a concentração do produto D: o equilíbrio será deslocado no mesmo sentido dele, ou seja, será deslocado para a direita (sentido da formação do produto).
Obs.: A mudança na concentração de participantes sólidos não provoca o deslocamento no equilíbrio.
Influência da temperatura no deslocamento do equilíbrio
A modificação da temperatura, durante uma reação química, é um fator que pode promover o deslocamento de um equilíbrio químico. Em relação a essa mudança de temperatura, de uma forma geral, segundo o princípio de Le Chatelier, o equilíbrio comporta-se da seguinte forma:
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No aumento da temperatura: o equilíbrio desloca-se no sentido da reação endotérmica;
Na diminuição da temperatura: o equilíbrio desloca-se no sentido da reação exotérmica.
Para realizar a análise da influência da temperatura em um equilíbrio, é fundamental conhecer a natureza das reações direta e inversa que é determinada pela variação da entalpia da reação. Assim, se:
∆H positivo: reação direta endotérmica e reação inversa exotérmica;
∆H negativo: reação direta exotérmica e reação inversa endotérmica.
Por exemplo, com relação ao equilíbrio a seguir:
Modelo de uma equação em equilíbrio químico
Nesse caso, por ter ∆H negativo, a reação direta é exotérmica e a reação inversa é endotérmica. Assim, se:
Aumentarmos a temperatura do sistema, o equilíbrio será deslocado no sentido inverso (da reação endotérmica), ou seja, será deslocado para a esquerda (sentido da formação dos reagentes);
Diminuirmos a temperatura do sistema, o equilíbrio será deslocado no sentido direto (da reação exotérmica), ou seja, será deslocado para a direita (sentido da formação do produto D).
Influência da pressão no deslocamento do equilíbrio
Durante uma reação química, a mudança da pressão no ambiente é um fator que pode promover o deslocamento de um equilíbrio químico. De uma forma geral, segundo o princípio de Le Chatelier, o equilíbrio comporta-se da seguinte maneira com o(a):
Aumento da pressão: o equilíbrio desloca-se no sentido de menor volume;
Diminuição da pressão: o equilíbrio desloca-se no sentido de maior volume.
Para realizar a análise da influência da pressão em um equilíbrio, é fundamental conhecer o volume estabelecido nos reagentes e nos produtos, o qual pode ser determinado pelos coeficientes que tornam a equação balanceada, como no exemplo a seguir:
Modelo de uma equação em equilíbrio químico
Dessa forma, os reagentes apresentam um volume de 4L, que é obtido pela soma dos coeficientes 1, 2 e 2, e o produto, que é único, apresenta um volume de 3L (dado pelo coeficiente 3).
Assim, em relação ao equilíbrio acima, se:
Aumentarmos a pressão do sistema, o equilíbrio será deslocado no sentido direto (do menor volume, 3L), ou seja, será deslocado para a direita (sentido da formação do produto D).
Diminuirmos a pressão do sistema, o equilíbrio será deslocado no sentido inverso (do maior volume, 4 L), ou seja, será deslocado para a esquerda (sentido da formação dos reagentes).
Obs.: O aumento ou diminuição da pressão em um sistema em equilíbrio pode promover o deslocamento apenas em situações em que o volume dos reagentes é diferente do volume dos produtos.