Variação da pressão e deslocamento do equilíbrio químico

Quando falamos em química, normalmente nos vêm à cabeça alguns elementos, reações e até mesmas fórmulas e denominações importantes para a produção de alguns medicamentos, alimentos, entre outros.

Quando falamos em reações, os conceitos de proporcionalidade, equilíbrio, velocidade e balanceamento são muito importantes e, por isso, estudados com afinco por alguns alunos. Nós sabemos que uma reação só esta equilibrada quando as velocidades da duas reações (a direta e a inversa) são iguais, mas isso só acontece quando as concentrações dos reagentes também não se alteram.

Mas, o equilíbrio das reações químicas é algo muito vulnerável o que faz com que mudanças na pressão, temperatura, velocidade, entre outros podem simplesmente alterar toda a reação e acabar causando o que chamamos de deslocamento do equilíbrio químico.

Le Chatelier e o equilíbrio químico

Foi pensando nisso que o químico francês Henri Le Chatelier formulou um princípio que diz que um sistema de equilíbrio químico pode sofrer com qualquer perturbação de ordem externa e que isso faz com que o deslocamento aconteça sempre na ordem inversa da perturbação que o ocasiona.

O químico Chatelier ainda observou que entre essas perturbações de ordem externa estavam as condições de pressão, a adição ou retirada de um ou mais substâncias presentes no sistema e também na temperatura dessa reação.

Foi dele também a ideia de que a adição da quantidade de qualquer participante da reação fará com que a concentração dessa substância se altere, o que irá favorecer a reação consumida por essa substância. Do mesmo modo que a retirada de alguma do que o químico chamou de componente, fará com que a reação desse componente seja diretamente alterada.

Já quando falamos em temperatura, é preciso lembrar que o princípio de Le Chatelier afirma que (se estiver em pressão constante), o aumento da temperatura sempre irá fazer com que o equilíbrio se desloque para o lado da reação que está absorvente o calor, já se a temperatura for diminuída o deslocamento acontecerá sempre no sentido de quem libera o calor.

Variação de pressão

Quando falamos da variação de pressão é comum que sempre lembremos das reações existentes entre gases. De acordo com Gay-Lussac a reação dos volumes dos dois gases que participam da reação será sempre proporcional a relação entre os seus coeficientes estequiométricos.

Isso quer dizer que a proporção do numero de moléculas dos reagentes e nos produtos será sempre a mesma que os coeficentes presentes na reação. Para exemplificar funciona da seguinte maneira: se uma reação possui na sua concentração de reagentes 8 moléculas enquanto os produtos possuem 4 moléculas, o volume dos reagentes (de 8 moléculas) será sempre maior do que o volume dos produtos (que só possuem 4 moléculas).

Se por acaso a pressão dessa reação for alterada o equilíbrio de todo o sistema irá se deslocar sempre no sentido do menor volume existente na reação. Nesse caso, o desequilíbrio irá acontecer sempre na direção do produto.

O químico francês Chatelier tinha em mente que quando falamos de uma reação entre gases a variação de volume sempre pode ser grande, já que a natureza dos gases permite essas alterações sempre relacionada a pressão que está sendo exercita na reação.

No entanto, se realizarmos o aumento da pressão em uma reação na qual a temperatura e as massas das substâncias são constantes, essa variação da pressão sempre irá ocasionar a diminuição do volume desses gases e, por consequência, o aumento de suas concentrações.

Para o químico qualquer perturbação que aconteça em relação à pressão existente no sistema fará com que o equilíbrio sempre faça o deslocamento para o lado no qual é possível minimizar diminuir essa perturbação e se restabelecer um novo equilíbrio. Com isso temos:

– Pressão menor = volume maior
– Pressão maior = volume menor

Por isso, podemos dizer que sempre quando há o aumento da pressão essa mudança acaba por provocar o que chamamos de contração do volume e isso faz com que o equilíbrio faça o deslocamento para o lado que possui o menor valor.

Já se nós diminuímos a pressão o que acontece é que o volume se expande, fazendo dessa maneira com que o equilíbrio acabe se deslocando sempre para quem tiver o maior volume.

Vale lembrar essa variação de pressão não acontece nas substâncias que são sólidas, isso porque na química elas são incompreensíveis. Por isso, toda vez que a pressão é aumentada em uma reação que tem substâncias sólidas, o deslocamento sempre irá acontecer no sentido dessas substâncias, mesmo que elementos gasosos façam parte dessa reação.

Também devemos lembrar que se o número de mol dos reagentes e produtos forem os mesmos a variação feita pela pressão não irá ocasionar nenhum deslocamento de equilíbrio, que permanecerá sempre o mesmo.

Por último ainda sabemos que se um gás inerte for adicionado a reação ele também não provocará nenhuma alteração no equilíbrio, mas a pressão total do sistema acabará sendo aumentada.