Reações irreversíveis e reações reversíveis
No caso de uma reação irreversível (ou completa) apenas há transformação de reagentes em produtos, no que pode ser descrito sob a forma
$$\text{Reagentes} \rightarrow \text{Produtos}$$
Neste caso, pelo menos um dos reagentes esgota-se e a reação acaba.
Existem reações, reversíveis, em que, ao mesmo tempo que reagentes se transformam em produtos
$$\text{Reagentes} \rightarrow \text{Produtos}$$
a reação inversa também acontece, transformando os produtos novamente em reagentes
$$\text{Produtos} \rightarrow \text{Reagentes}$$
Neste caso, tanto reagentes como produtos nunca se esgotam, coexistindo no sistema reacional.
As duas reações acontecem ao mesmo tempo:
Reação direta: \(\text{Reagentes} \rightarrow \text{Produtos}\)
Reação inversa: \(\text{Produtos} \rightarrow \text{Reagentes}\)
pelo que a reação total, reversível, se escreve da forma:
$$\text{Reagentes} \rightleftarrows \text{Produtos}$$
Equilibrium Simulation [© McGraw-Hill Education]
The Equilibrium State [© SUNY]
Equilíbrio heterogéneo e equilíbrio homogéneo
Um equilíbrio químico pode ser (quanto às fases):
- Homogéneo – Todos os componentes presentes estão na mesma fase.
Exemplo: \(\text{N}_{2}\text{ (g) + 3 H}_{2}\text{ (g)}\rightleftarrows \text{2 NH}_{3}\text{ (g)}\)
- Heterogéneo – Os componentes da mistura reacional estão em pelo menos duas fases diferentes.
Exemplo: \(\text{Fe}_{2}\text{O}_{3}\text{ (s) + 3 CO (g)}\rightleftarrows \text{2 Fe (s) + 3 CO}_{2}\text{ (g)}\)
Entalpia de reações reversíveis
Quando se muda o modo como se escreve a reação, altera-se o sinal de \(\Delta H\) da reação.
Exemplo: No caso da síntese do amoníaco, que é um exemplo de uma reação reversível:
$$\text{N}_{2}\text{ (g) + 3 H}_{2}\text{ (g)}\rightleftarrows \text{2 NH}_{3}\text{ (g), com }\Delta\ H\text{ = -93 kJ mol}^{-1}$$
pelo que se o equilíbrio for escrita na forma contrária:
$$\text{2 NH}_{3}\text{ (g)}\rightleftarrows \text{N}_{2}\text{ (g) + 3 H}_{2}\text{ (g), com }\Delta\ H\text{ = 93 kJ mol}^{-1}$$
Deslocamento do equilíbrio
Um equilíbrio é deslocado quando se alteram as concentrações de uma ou várias espécies presentes no sistema, provocando uma alteração da velocidade da reação direta e a velocidade da reação inversa. O sistema reage de forma a que seja encontrado um novo estado de equilíbrio.