Quando se provoca uma perturbação sobre o sistema em equilíbrio?

Uma das coisas que ele descobriu foi o que passou a ser chamado de Princípio de Le Chatelier, que pode ser enunciado da seguinte maneira: “Quando se provoca uma perturbação em um sistema em equilíbrio, este se desloca no sentido que tende a anular essa perturbação, procurando se ajustar a um novo equilíbrio.”

O que diz o princípio de Le Chatelier e quais são suas aplicações?

Princípio de Le Chatelier: quando se aplica uma força em um sistema em equilíbrio, ele tende a se reajustar no sentido de diminuir os efeitos dessa força. Alterações da acidez e basicidade agem como forças externas em equilíbrios químicos. O sistema precisa então se deslocar para amenizar os efeitos dessa força.

Quando um sistema em equilíbrio sofre uma perturbação este se desloca no sentido que tende a anular essa perturbação?

O Princípio de Le Chatelier diz que: Quando um sistema em equilíbrio sofre uma perturbação, ele se desloca espontaneamente no sentido que tende a anular esta perturbação, procurando se ajustar novamente ao equilíbrio.

Quais são os fatores que influenciam no estado de equilíbrio?

Existem três fatores que podem gerar essa espécie de “perturbação” numa reação em equilíbrio químico e assim provocar o seu deslocamento, que são: concentração das substâncias participantes na reação, temperatura e pressão.

Em um sistema em equilíbrio, o aumento na quantidade de qualquer participante favorece a reação que consome esse participante, e a diminuição de um componente irá favorecer a reação que forma esse componente. Por e

O químico francês Henri Louis Le Chatelier criou uma das leis mais conhecidas da Química que prevê a resposta do sistema químico em equilíbrio quando exposto a uma alteração.

Com os resultados dos seus estudos, ele formulou uma generalização para o equilíbrio químico que enuncia o seguinte:

“Quando um fator externo age sobre um sistema em equilíbrio, este se desloca, sempre no sentido de minimizar a ação do fator aplicado.”

Quando o equilíbrio de um sistema químico é perturbado, o sistema age para minimizar essa perturbação e voltar a estabilidade.

Sendo assim, o sistema apresenta:

  • um estado inicial de equilíbrio.
  • um estado "não equilibrado" com a mudança de um fator.
  • um novo estado de equilíbrio que se opõe a mudança.

São exemplos de pertubações externas que podem afetar o equilíbrio químico:

FatorPerturbaçãoEfeitoConcentraçãoAumentoConsome-se a substânciaDiminuiçãoProduz-se a substânciaPressãoAumentoMove-se para o menor volumeDiminuiçãoMove-se para o maior volumeTemperaturaAumentoAbsorve-se calor e altera a constante de equilíbrioDiminuiçãoLibera-se calor e altera a constante de equilíbrioCatalisadorPresençaAcelera-se a reação

Esse princípio tem grande importância para indústria química, pois as reações podem ser manipuladas e tornar os processos mais eficientes e econômicos.

Um exemplo disso é o processo desenvolvido por Fritz Haber, que utilizando o princípio de Le Chatelier, criou de forma econômica uma rota de produção de amônia a partir de nitrogênio atmosférico.

A seguir, analisaremos o equilíbrio químico segundo a lei de Chatelier e como as perturbações podem alterá-lo.

Saiba mais sobre:

  • Equilíbrio Químico
  • Equilíbrio Iônico
  • Indicadores ácido-base

Efeito da concentração

Quando há um equilíbrio químico, o sistema está balanceado.

O sistema em equilíbrio pode sofrer uma perturbação quando:

  • Aumentamos a concentração de um componente da reação.
  • Diminuímos a concentração de um componente da reação.

Ao adicionarmos ou removermos uma substância da reação química, o sistema se opõe a mudança, consumindo ou produzindo mais desse composto, de forma que o equilíbrio seja restabelecido.

As concentrações dos reagentes e produtos mudam para se adaptarem a um novo equilíbrio, mas a constante de equilíbrio permanece igual.

Exemplo:

No equilíbrio:

Quando se provoca uma perturbação sobre o sistema em equilíbrio?

A reação está com uma maior concentração de produtos, pois pela coloração azul da solução vemos que o complexo [CoCl4]-2 predomina.

A água também é um produto da reação direta e quando aumentamos a sua concentração na solução, o sistema se opõe a mudança, fazendo com que a água e o complexo reajam.

O equilíbrio é deslocado para esquerda, sentido da reação inversa, e faz com que aumente a concentração de reagentes, mudando a cor da da solução.

Veja também: Concentração de soluções

Efeito da temperatura

O sistema em equilíbrio pode sofrer uma perturbação quando:

  • Há um aumento da temperatura do sistema.
  • Há uma diminuição da temperatura do sistema.

Ao adicionarmos ou removermos energia de um sistema químico, o sistema se opõe a mudança, absorvendo ou liberando energia, de forma que o equilíbrio seja restabelecido.

Quando o sistema varia a temperatura, o equilíbrio químico se desloca da seguinte forma:

Aumentando a temperatura, a reação endotérmica é favorecida e o sistema absorve calor.

Já quando se diminui a temperatura, a reação exotérmica é favorecida e o sistema libera calor.

Exemplo:

No equilíbrio químico:

Quando se provoca uma perturbação sobre o sistema em equilíbrio?

Isso ocorre porque a reação direta é endotérmica e o sistema vai ser restabelecido absorvendo calor.

Além disso, as variações de temperatura alteram também as constantes de equilíbrio.

Veja também: Reações Endotérmicas e Exotérmicas

Efeito da pressão

O sistema em equilíbrio pode sofrer uma perturbação quando:

  • Há um aumento da pressão total do sistema.
  • Há uma diminuição da pressão total do sistema.

Ao aumentarmos ou diminuirmos a pressão de um sistema químico, o sistema se opõe a mudança, deslocando o equilíbrio no sentido de menor ou maior volume respectivamente, mas não altera a constante de equilíbrio.

Quando o sistema varia o volume, minimiza a ação da pressão aplicada, da seguinte forma:

Quanto maior a pressão aplicada ao sistema, haverá uma contração do volume e o equilíbrio se desloca para o sentido de menor número de mols.

Entretanto, se a pressão diminuir o sistema se expande, aumentando o volume e o sentido da reação é deslocado para o de maior número de mols.

Exemplo:

As células do nosso corpo recebem o oxigênio por meio do equilíbrio químico:

Quando se provoca uma perturbação sobre o sistema em equilíbrio?

Por isso, as pessoas que conseguem escalar o monte Everest são as que melhor se adaptam a altitude extrema.

Veja também: Lei dos Gases

Catalisadores

O uso de catalisador interfere na velocidade da reação, tanto na reação direta quanto na inversa.

Quando se provoca uma perturbação sobre o sistema em equilíbrio?

Ao aumentar por igual as velocidades das reações, ele diminui o tempo necessário para se atingir o equilíbrio, como podemos observar nos gráficos a seguir:

Quando se provoca uma perturbação sobre o sistema em equilíbrio?

Entretanto, o uso de catalisadores não altera o rendimento da reação nem a constante de equilíbrio porque não interfere na composição da mistura.

Veja também: Cinética Química

Síntese da amônia

Os compostos a base de nitrogênio são amplamente utilizados em adubos agrícolas, explosivos, medicamentos, entre outros. Devido a esse fato, tem-se a produção de milhões de toneladas de compostos nitrogenados, como amônia NH3, nitrato de amônio NH4NO3 e ureia H2NCONH2.

Devido a demanda mundial de compostos nitrogenados, principalmente para as atividades agrícolas, o salitre do Chile NaNO3, principal fonte de compostos nitrogenados, era o mais utilizado até o início do século XX, mas o salitre natural não seria capaz de suprir a demanda atual.

É interessante notar que, o ar atmosférico é uma mistura de gases, composto de mais de 70% de nitrogênio N2. Porém, devido a estabilidade da ligação tripla

Quando se provoca uma perturbação sobre o sistema em equilíbrio?

Da mesma forma, ao adicionar mais nitrogênio, o equilíbrio é deslocado para direita.

Industrialmente, o equilíbrio é deslocado pela remoção continua de NH3 do sistema por meio de liquefação seletiva, aumentando o rendimento da reação, pois o equilíbrio para ser restabelecido tende a formar mais produto.

A síntese de Haber-Bosch é uma das mais importantes aplicações dos estudos do equilíbrio químico.

Devido a relevância dessa síntese, Haber recebeu o Prêmio Nobel de Química em 1918 e Bosch foi agraciado com o Prêmio em 1931.

Veja também: Ciclo do Nitrogênio

Exercícios sobre deslocamento de equilíbrio

Agora que você já sabe interpretar as mudanças que podem ocorrer no equilíbrio químico, utilize essas questões de vestibulares para testar seus conhecimentos.

1. (UFPE) Os antiácidos mais indicados devem ser aqueles que não reduzam demais a acidez no estômago. Quando a redução da acidez é muito grande, o estômago secreta excesso de ácido. Esse efeito é conhecido como a “revanche ácida”. Qual dos itens abaixo poderia ser associado a esse efeito?

a) A lei da conservação da energia.
b) O princípio da exclusão de Pauli.
c) O princípio de Le Chatelier.
d) O primeiro princípio da Termodinâmica.
e) O princípio da incerteza de Heisenberg.

Ver Resposta

Alternativa correta: c) O princípio de Le Chatelier.

Os antiácidos são bases fracas que atuam aumentando o pH do estômago e, consequentemente, diminuindo a acidez.

A diminuição da acidez ocorre pela neutralização do ácido clorídrico presente no estômago. Entretanto, ao reduzir demais a acidez, pode gerar um desequilíbrio no organismo, pois o estômago funciona em meio ácido.

Como enuncia o princípio de Le Chatelier, quando um sistema em equilíbrio é exposto a uma perturbação, haverá uma oposição a essa mudança de forma que o equilíbrio seja restabelecido.

Dessa forma, o organismo produzirá mais ácido clorídrico produzindo o efeito de “revanche ácida”.

Os outros princípios apresentados nas alternativas tratam de:

a) A lei da conservação da energia: em uma série de transformações, a energia total do sistema é conservada.
b) O princípio da exclusão de Pauli: em um átomo, dois elétrons não podem ter o mesmo conjunto de números quânticos.
d) O primeiro princípio da Termodinâmica: a variação de energia interna do sistema é a diferença entre calor trocado e trabalho realizado.
e) O princípio da incerteza de Heisenberg: não é possível determinar a velocidade e posição de um elétron em um dado instante.

Veja também: Reação de Neutralização

2. (UFMG) O hidrogênio molecular pode ser obtido, industrialmente, pelo tratamento do metano com vapor de água. O processo envolve a seguinte reação endotérmica

Quando se provoca uma perturbação sobre o sistema em equilíbrio?

4. (UFV) O estudo experimental de uma reação química em equilíbrio demonstrou que o aumento da temperatura favorecia a formação de produtos, enquanto que o aumento da pressão favorecia a formação de reagentes. Baseado nessas informações, e sabendo que A, B, C e D são gases, assinale a alternativa que representa a equação estudada:

a)
Quando se provoca uma perturbação sobre o sistema em equilíbrio?

Quando se provoca uma perturbação sobre o sistema em equilíbrio?

Carolina Batista

Bacharela em Química Tecnológica e Industrial pela Universidade Federal de Alagoas (2018) e Técnica em Química pelo Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Pernambuco (2011).

Quando se provoca uma perturbação em um sistema em equilíbrio?

Quando se provoca uma perturbação em um sistema em equilíbrio, este se desloca no sentido que tende a anular essa perturbação, procurando se ajustar a um novo equilíbrio.”

O que e perturbação de equilíbrio?

Perturbação do equilíbrio químico Esse processo é conhecido como deslocamento ou perturbação do equilíbrio e está baseado no princípio de Le Chatelier: qualquer perturbação na concentração, temperatura e/ou pressão, faz com que o sistema reaja de tal maneira a restabelecer o estado de equilíbrio.

Quando se provoca uma perturbação sobre o sistema em equilíbrio ele tende a se deslocar no sentido de fuga frente a ação aplicada?

Princípio de Le Chatelier “Quando se provoca uma perturbação sobre o sistema em equilíbrio, ele tende a se deslocar no sentido de fuga frente à ação aplicada (tende a anular a ação aplicada), tentando se ajustar a uma nova situação de equilíbrio.”

O que ocorre se o sistema em equilíbrio químico sofrer uma perturbação?

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.