Le Chatelier e a temperatura

Le Chatelier e a temperatura
Experimento cadastrado por Leandro Fantini em 06/07/2011
Classificação
•••••
(baseado em 2 avaliações)
Total de exibições: 2749 (até 26/06/2014)
Palavras-chave: química, Le Chatelier, equilíbrio, Kc, reação,
reversível
Onde encontrar o material?
em laboratórios e lojas especializadas
Quanto custa o material?
entre 10 e 25 reais
Tempo de apresentação
até 30 minutos
Dificuldade
avançado
Segurança
requer cuidados especiais
Introdução
Você sabia que é possível alterar as quantidades de reagentes e produtos em uma reação química? Ou seja, você pode optar
se deseja mais ou menos de uma determinada substância. Veja neste experimento como você pode deslocar uma reação
química, tendendo para a obtenção de mais produtos ou mais reagentes.
Materiais necessários
Dois tubos de ensaio com tampa ou rolha que não permita vazamentos
Nitrato de Chumbo (II) Pb(NO3)2
Uma garra ou pegador ou pregador de roupa
Um maçarico ou fogão, ou isqueiro
Um suporte para os tubos de ensaio
Dois béqueres
Água quente e água fria
Uma espátula
Passo 1
Mãos à Obra
Retire alguns grãos do nitrato de chumbo com a espátula e coloque dentro do tubo de ensaio.
Como o nitrato de chumbo pode conter umidade, nós aquecemos levemente o sal para retirar a umidade. Não aqueça demais
pois o sal começará a se decompor. Segure o tubo com uma garra.
© 2014 pontociência / www.pontociencia.org.br
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Le Chatelier e a temperatura
Retirando um pouco do Pb(NO3)2
Quantidade utilizado do sal
Desidratando com cuidado para não começar a
decomposição.
Passo 2
Mãos à obra
Feche bem o tubo e leve-o à chama até começar a decomposição. Ou seja, um gás de cor castanho avermelhado começa a
ser produzido. Repita o procedimento para o segundo tubo usando as mesmas quantidades.
Atenção: Muito cuidado com esse gás! Ele é tóxico! Uma vez produzido esse gás, não há necessidade de descarta-lo, ele
poderá ser usado em outras aulas, desde que esteja bem vedado.
Decompondo.
Passo 3
Mãos à obra
Certifique-se de que, inicialmente, ambos os frascos estejam com as mesmas quantidades de gás. Prepare um béquer com
água quente e outro com água fria e mergulhe um frasco em cada béquer. Após um minuto, retire-os da água e observe.
Agora, coloque o tudo que estava em água quente no béquer que contém água fria e vice-versa.
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Le Chatelier e a temperatura
Esquerda, água quente, direita, água fria.
O tudo da esquerda está mais intenso, pois estava na água quente.
Passo 4
O que acontece
Decomposição é uma reação em que uma substância se transforma em duas ou mais sem a interação com outra. Ou seja,
uma substância se “quebra” em duas ou mais partes. Nesse experimento temos inicialmente o nitrato de chumbo(II),
representado pela fórmula: Pb(NO3)2.
Uma característica do nitrato de chumbo(II) é que quando aquecido, sofre decomposição formando óxido de chumbo (II),
dióxido de nitrogênio e oxigênio molecular. Esta reação está representada na equação 1 abaixo.
Por sua vez, o dióxido de nitrogênio (NO2), que possui uma coloração castanho-avermelhada, dimeriza formando o tetróxido de
dinitrogênio (N2O4), que é incolor. Dimerização é o processo no qual duas moléculas se juntam formando uma só. Nessa etapa
de dimerização ocorre um equilíbrio químico, representado pela equação 2 abaixo.
Equilíbrio químico se dá quando a velocidade da reação direta é a mesma da reação inversa. O equilíbrio químico pode ser
perturbado por alguns fatores, como a temperatura. Segundo Le Chatelier, quando o equilíbrio é perturbado, a reação desloca
este equilíbrio no sentido de minimizar a perturbação sofrida e restabelecer um novo equilíbrio.
Em um equilíbrio químico não necessariamente as concentrações das espécies são iguais, mas sim as velocidades das
reações direta e inversa!
A equação 2 representa um sistema em equilíbrio, e se fornecermos ou retirarmos calor, perturbaremos esse equilíbrio
químico. Dessa forma, segundo Le Chatelier, ocorre um favorecimento da reação (direta ou inversa) que minimiza a
perturbação sofrida.
Neste caso, quando aquecemos o frasco, percebemos um aumento na intensidade da cor marrom-avermelhado. Isso indica
que a reação favorecida foi a inversa, ou seja, a reação de formação do NO2. E quando resfriamos o frasco, a cor
marrom-avermelhada fica menos intensa, indicando um favorecimento da reação direta, em que ocorre consumo de parte do
NO2, responsável pela coloração.
A constante de equilíbrio Kc.
Como já dito anteriormente, equilíbrio químico significa que:
Com a mesma velocidade em que a reação se processa no sentido direto, de formação de produtos, ela se processa
inversamente, no sentido de reconstituição dos reagentes, o que mantem as concentrações constantes (não necessariamente
iguais). Em um sistema em equilíbrio, Kc é a razão das concentrações das substâncias.
O cálculo de Kc pode ser feito como mostrado nas equações 3 e 4, onde [ ] significa concentração, e expoentes em letras
minúsculas são os coeficientes estequiométricos.
Podemos perceber que, quando variamos as temperaturas, o equilíbrio se desloca, consequentemente alterando as
concentrações. Sendo assim, não importa as quantidades do sal utilizado, a constante de equilíbrio sempre será a mesma em
uma mesma temperatura, e será afetada, não pelas alterações nas concentrações, mas pela temperatura.
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Le Chatelier e a temperatura
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http://www.youtube.com/watch?v=N88Vy2-Q_xs
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