3. Le Chatellier & Van'tHof

São os nomes de dois cientistas que investigaram (1888) o equilíbrio químico e chegaram à seguinte conclusão / regra:

A execução duma mudança externa num equilíbrio químico cria um deslocamento do equilíbrio que pretende contrariar o mais possível aquela mudança externa.

Em outras palavras:

Ao aplicar uma perturbação a um sistema em equilíbrio,
o sistema vai tentar minimizar os efeitos desta perturbação
até chegar de novo a um equilíbrio.


Mudanças externas podem ser: aumento da quantidade de qualquer substância, ou mudança do volume, ou fornecer/tirar calor.
  1. Mudar a quantidade de qualquer substância participante no equilíbrio
    Juntar mais Hidrogénio, por exemplo, cria uma deslocação do equilíbrio que faz com que (uma parte de) este Hidrogénio extra desapareça (parcialmente); isto vai estimular a reacção directa.
    Tudo até atingir um novo equilíbrio.

    1. No copo encontra-se NH3(aq) (meio básico) com umas gotas do indicador vermelho de metil,
      cuja fórmula é abreviada: HIn

      Realiza-se na solução o seguinte equilíbrio:

          HIn H++ In-
      Vermelho           Amarelo



      A presença da base (que capta H+) implica uma deslocação do equilíbrio para direita domina a cor amarela


    2. Juntamos um pouco de HCl(aq), assim mudando o meio básico para meio ácido.

      O ácido quer ceder H+, portanto,

      o equilíbrio:   HIn H++ In-
                      Vermelho         Amarelo

      desloca-se para esquerda e a cor muda para vermelho




    3. De novo acrescentando base (NH3(aq)), a cor muda mais uma vez para amarela

      o mesmo equilíbrio desloca-se de novo para direita:

      HIn H++In-
      Vermelho           Amarelo






    4. Sem fim podemos continuar assim;
      cada vez o equilíbrio deslocando para direita ou para esquerda.
      A situação dentro do copo quase não muda;
      só desloca-se o equilíbrio para um ou para outro lado, depende do ambiente.








  2. Mudar o volume
    Um volume maior implica que haverá mais espaço para as partículas participantes no equilíbrio.
    Contrariar esta mudança somente será possível quando o equilíbrio cria mais partículas.
    Mudar o volume pode acontecer de várias maneiras: no caso de gases, as partículas directamente sentem mais ou menos espaço; no caso de soluções, mudar o volume pode ser realizado através duma diluição. O efeito afinal é igual.

    No exemplo de HI, isto não será possível porque aos dois lados contamos um número igual de partículas (2:2), portanto, neste caso, mudar o volume não vai ter nenhuma influência.

  3. Tirar ou fornecer calor
    Fornecimento de energia extra a um equilíbrio químico só pode ser contrariado pelo sistema por estimular a reacção endotérmica
    (no exemplo de HI haverá deslocação para esquerda)

    O equilíbrio de sacarose (no Exercício) é exotérmico para direito:

    glicose + frutose sacarose + água ΔH < 0

    Isto implica que às temperaturas mais baixas, haverá menos energia disponível; o equilíbrio quer 'criar' energia, que pode ser realizado pela reacção exotérmica, portanto, a reacção para direita.
    Então, às temperaturas mais baixas, forma-se mais sacarose.


Tudo isto em termos qualitativos.
Também é possível provar estes efeitos com ajuda da constante do equilíbrio K.
Esta constante tem um valor fixo e não muda no caso de mudanças (tirando mudanças de temperatura).
Estas provas podem ser executadas matematicamente até os cálculos precisos.



Imagine que acrescentaram uma quantidade de I2.
Para assegurar uma constante que realmente fica constante, o equilíbrio deve deslocar-se, aumentando a quantidade de HI.





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