Amnia Equilbrio qumico uma reao reversvel na qual a velocidade da reao direta igual da reao inversa e, conseqentemente, as concentraes de todas as substncias participantes permanecem constantes. Importante pois todas as reaes qumicas tendem a alcanar um equilbrio, no qual permanecem pequenas quantidades de reagentes que esto sendo consumidas at que seja quase impossvel de se medir.- Todoequilbrio dinmico: a reao qumica nem sempre caminha para um final; alguns reagentes e produtos coexistem no sistema. Ocorrendo vrias reaes freqentemente em velocidades rpidas, podendo ser classificadas em irreversveis ou Reversveis. Nas reaes irreversveis as substncias que atuam como reagentes se transformam em produtos da reao e entre os mesmos no existe nenhuma afinidade, e a reao no tem retorno, nem um equilbrio estabelecido, isto , no reversvel.Fatores que influem no equilbrio:Segundo Le Chatelier quando os sistemas de equilbrio so submetidos a qualquer perturbao exterior, o equilbrio desloca-se no sentido contrrio a fim de minimizar a perturbao.- Temperatura: Um aumento da temperatura desloca o equilbrio para a reao endotrmica. A formao da amnia a partir de seus elementos uma reao exotrmica. N2(g)+ 3H2(g)2NH3(g)+92,2 kjUma diminuio da temperatura desloca o equilbrio para a reao exotrmica (Lei de Van't Hoff). N2(g)+ 3H2(g)2NH3(g)H= -92,2 kjAssim, a reao direita exotrmica e a esquerda endotrmica. A adio de calor a este equilbrio causa um deslocamento para a esquerda. A reao endotrmica (para a esquerda) consome parte do calor adicionado para produzir mais N2e H2a partir de NH3,desta maneira a temperatura aumenta menos do que se poderia esperar. A temperatura mais alta, as concentraes de equilbrio de [N2] e [H2] so maiores e a de [NH3] menor.Com a diminuio da temperatura h uma inverso de todos os efeitos citados, uma vez que favorecida a reao exotrmica. produzido calor que compensa parcialmente aquele retirado do sistema.- Presso: Um aumento da presso desloca o equilbrio para a reao que ocorre com contrao de volume. Uma diminuio da presso desloca o equilbrio para a reao que ocorre com expanso de volume.O equilbrio responde a alteraes na presso, principalmente nas reaes na fasegasosa. De acordo com o principio de Le Chatelier, um equilbrio na fase gasosa responde a um aumento na presso fazendo com que a reao se desloque no sentido em que diminua este aumento na presso.A formao de NH3 atravs de N2 e H2 diminui o nmero de molculas de gs no recipiente (de 4 para 2 mols) e portanto tambm diminui a presso que a mistura exerce, a composio do equilbrio vai tender a se deslocar em direo ao produto.Isto porque o principio de Le Chatelier indica que quando uma presso aplicada em uma reao em equilbrio, a composio tende a se deslocar na direo que corresponda a um menor nmero de molculas na fase gasosa.Para se obter um bom rendimento em processos industriais, os qumicos freqentemente alteram o equilbrio qumico em vrios fatores ao mesmo tempo. Asntese da amnia pelo mtodo Haber um bom exemplo.Considere que o equilibro abaixo apresenta baixo rendimento e velocidade quase nula, a 25C e 1 atm:N2(g) + 3 H2(g) 2 NH3(g) H = 92 kJPara aumentar a quantidade de NH3no menor tempo possvel (lembre-se que os processos industriais precisam e bons rendimentos e baixos custos), Haber pensou em dois fatores:presso e catalisador.Um aumento da presso deslocaria o equilbrio para a direita, no sentido de menor volume. E, o catalisador faria com que o equilbrio fosse alcanado no menor tempo possvel.Mais tudo isso ainda no era suficiente.- Como proceder para aumentar a velocidade do processo?A melhor alternativa seria aumentar a temperatura, mas nesse ponto havia um problema srio: como a reao direta exotrmica, um aumento da temperatura aumentaria a velocidade do processo, mas deslocaria o equilbrio para a esquerda e isso no era conveniente.Para conciliar esses processos Haber descobriu condies economicamente aceitveis para produzir amnia e conciliar esses dois fatores: presso de 200 a 600 atm, 450C e catalisadores (uma mistura de Fe, K2O e Al2O3). Atingindo um rendimento de aproximadamente 50%, seu mtodo permitia ainda que as sobras de N2e H2fossem recicladas para produzir mais amnia.Outros equilbrios tambm respondem igualmente: quando a presso aumentada, a reao em equilbrio tende a se ajustar para reduzir o nmero de molculas na fase gasosa.- Concentrao: Um aumento da concentrao de um participante desloca o equilbrio no sentido da reao em que este participante consumido. Uma diminuio da concentrao de um participante desloca o equilbrio no sentido da reao em que este participante formado.O efeito da adio de reagentes a uma reao qumica em equilbrio para aumentar a concentrao ou presso parcial dos produtos. O efeito da adio de produtos a uma reao qumica o inverso da adio de reagentes, ou seja, vai ocorrer o aumento da regenerao da concentrao ou presso parcial dos reagentes.Supondo que ns adicionamos hidrognio a uma mistura em equilbrio na reao de sntese de Haber para produo de amnia, cuja reao : N2(g) + 3 H22 NH(g) 3(g)De acordo com o principio de Le Chatelier, o equilbrio vai tender a se ajustar para minimizar o aumento no nmero de molculas de hidrognio. Este ajuste encontrado quando a reao produz amnia adicional, com conseqente diminuio nas concentraes de N2 e H2: N2(g) + 3 H22 NH(g) 3(g)Inversamente, se adicionarmos amnia, o equilbrio ento vai se ajustar para minimizar o efeito da adio de amnia e ento a composio do equilbrio ser deslocada em direo aos reagentes: N2(g) + 3 H3 2 NH(g) 3(g)Cintica QumicaA cintica Qumica estuda as velocidades dasreaesqumicas, bem como os fatores que podem modific-las.A reao:1N2(g)+ 3H2(g)2NH3(g)A Vm pode ser calculada considerando D[ ] (variao da concentrao molar em mdulo): Vm de consumodevelocidade mdia de consumo de N2. Vm de consumo develocidade mdia de consumo de H2. Vm de produo develocidade mdia de produo de NH3. Unidade:Para a velocidade mdia da reao temos:AplicaoA combusto da amnia representada pela equao qumica: 4NH3(s)+ 5O2(g)4NO(g)+ 6H2O(g)Mediu-se a velocidade da reao em determinado momento e observou-se que a amnia estava sendo queimada numa velocidade de 0,24 mol/ ls. Qual a velocidade de consumo do gs oxignio?Soluo:condies para que uma reao ocorra1. Afinidade qumica Os reagentes devem ter tendncia a entrar em reao. 2. Contato entre os reagentes A fim de que possa haver interao qumica. 3. Choque bem orientado:Anlise grfica da energia de ativao Reao exotrmicaGraficamente, temos:Onde: E1= energia prpria dos reagentes E2= energia do complexo ativado b = energia de ativao da reao direta R P (E2 E1) b + c = energia de ativao da reao inversa P R (E2 E3) c = H (variao de entalpia) da reao (variao total da energia). E3= energia prpria dos produtos Note que E2 E3(b + c) > E2 E1(b). Reao endotrmicaGraficamente, temos:Onde: E1= energia prpria dos reagentes E2= energia do complexo ativado b = energia de ativao da reao direta (R P) b - c = energia de ativao da reao inversa (P R) c = H (variao de entalpia) da reao (variao total da energia). E3= energia prpria dos produtos Note que E2 E3(b c) < E2 E1(b). O ponto mais elevado do grfico refere-se ao momento da coliso entre as partculas ativadas.