Princípio de Le Chatelier

O princípio de Le Chatelier diz respeito à resposta de sistemas em equilíbrio quando sujeitos a uma perturbação. De forma simples o princípio diz que um sistema em equilíbrio quando perturbado tende a ajustar-se de modo a remover a perturbação e restabelecer o equilíbrio.

Existem diversos fatores que podem afetar o equilíbrio de substâncias em uma reação química, temperatura, concentração e pressão são alguns exemplos. Vamos examinar o efeito de cada uma dessas variáveis sob o ponto de vista do princípio de Le Chatelier.

Concentração

Suponha que a reação descrita abaixo esteja em equilíbrio:

A+B \rightleftharpoons C+D

Podemos adicionar ao sistema um dos reagente ou produtos, essa adição perturba o equilíbrio das substâncias e segundo o princípio de Le Chatelier o sistema se modificará para neutralizar essa perturbação.

Admita que adicionamos o reagente A ao sistema. Para que as substâncias voltem ao equilíbrio, A deve ser consumido, pois está em excesso, logo a reação será deslocada em direção aos produtos, ou seja mais C e D são formados e A e B são consumidos até que o equilíbrio seja atingido novamente. No entanto se de alguma forma A for removido do sistema a reação será deslocada em direção aos reagentes, pois o sistema tenta compensar a quantidade de A removida consumindo C e D para formar A e B.

De forma geral podemos dizer que para uma reação no equilíbrio a diminuição na concentração de um produto ou aumento na concentração de um reagente favorece a reação direta enquanto que o aumento na concentração de produtos ou diminuição na concentração de reagentes favorece a reação inversa.

Pressão

Quando numa reação química alguns dos reagentes ou produtos são gases a pressão parcial destes se comporta da mesma forma que a concentração descrita acima, ou seja um aumento na pressão parcial de reagentes favorece produtos e vice versa. No entanto quanto a pressão total é modificada por algum agente externo o sistema tende a neutralizar essa perturbação deslocando-se para a ajustar a pressão. Considere a seguinte reação:

A_{(g)} + B_{(g)} \rightleftharpoons C_{(g)}

Onde reagentes e produtos são gases. Note que essa reação diminui a pressão do sistema, pois o número de mols de gases diminui. Logo um aumento de pressão faz com que a reação se desloque para a os produtos, pois nesse sentido a pressão do sistema cairá. Já uma diminuição de pressão favorece os reagentes, pois a formação destes aumenta a pressão.

Temperatura

A forma com que a temperatura afeta uma reação química depende da variação de entalpia desta. Considere uma reação exotérmica, podemos considerar a energia liberada como sendo um produto da reação. Escrevemos então:

Reagentes → Produtos + Energia

Para uma reação endotérmica, tratamos a energia consumida como um reagente:

Reagentes + Energia → Produtos

O princípio de Le Chatelier aplica-se da mesma forma que na mudança de concentração de reagentes. Um aumento de temperatura implica em mais energia disponível para reação, logo há um favorecimento de reações endotérmica. Por outro lado reações exotérmicas são favorecidas quando a temperatura do sistema é diminuída. Em uma situação de equilíbrio é necessário avaliar qual é lado exotérmico e qual lado endotérmico da reação, caso a formação de produtos seja exotérmica, por exemplo, temperaturas altas favorecem o lado dos reagentes.

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