Em Química, a ideia de equilíbrio está associada às reações reversíveis, ou seja, aquelas que ocorrem ao mesmo tempo tanto no sentido direto quanto no sentido inverso. Dizemos que um sistema reversível atingiu o estado de equilíbrio quando as velocidades das reações direta e inversa se tornam iguais e, consequentemente, as quantidades de reagentes e produtos não se alteram mais.
Existem, no entanto, certas situações externas capazes de perturbar esse estado de equilíbrio químico, processo que é denominado deslocamento de equilíbrio. Deslocar o equilíbrio de uma reação significa alterar a velocidade da reação direta ou da reação inversa, modificando as concentrações dos reagentes e dos produtos e induzindo o sistema a uma nova condição de equilíbrio.
Quando, por algum motivo, a velocidade da reação direta aumenta, dizemos que o equilíbrio do sistema está sendo deslocado para a direita. Por outro lado, quando a reação inversa tem um aumento de velocidade, dizemos que o equilíbrio está se deslocando para a esquerda. Essas situações de desequilíbrio são, porém, transitórias, uma vez que o sistema sempre buscará reestabelecer o estado de equilíbrio.
Ao estudar as reações químicas e as condições de equilíbrio, o químico francês Henri Louis Le Chatelier observou que era possível prever a direção do deslocamento do equilíbrio e, a partir disso, propôs em 1888 uma ideia geral que ficou conhecida como princípio de Ler Chatelier:
“Quando um sistema em equilíbrio sofre alguma alteração, ele tende a se deslocar de forma a minimizar os efeitos dessa alteração”.
O deslocamento de equilíbrio é regido pelo princípio de Le Chatelier e é provocado basicamente por 3 fatores externos: temperatura, pressão e concentração das substâncias.
Variação da temperatura
Os sistemas em equilíbrio químico sempre apresentam duas reações: uma exotérmica, na qual há liberação de calor, e uma endotérmica, na qual há absorção de calor. Nesses sistemas, o aumento da temperatura desloca o equilíbrio no sentido endotérmico (para a direita), enquanto a diminuição da temperatura desloca o equilíbrio no sentido exotérmico (para a esquerda).
Esse comportamento das reações é explicado pelo princípio de Le Chatelier: a absorção de calor pela reação é uma forma de minimizar os efeitos do aumento da temperatura do sistema; ao passo que, a liberar calor é uma maneira de o sistema minimizar os efeitos da redução da temperatura.
Além de causar o deslocamento do equilíbrio, a temperatura é o único fator externo que pode alterar a constante de equilíbrio de um sistema (Kc).
Variação da pressão
Segundo o princípio de Le Chatelier, o aumento da pressão total de um sistema desloca o equilíbrio no sentido de menor volume (direita), pois o efeito da pressão é minimizado com a diminuição do volume. De forma contrária, quando há redução da pressão total do sistema, seu equilíbrio será deslocado no sentido de maior volume (esquerda), pois o aumento do volume minimiza os efeitos da redução da pressão.
Variação da concentração das substâncias
O aumento da concentração dos reagentes provoca um aumento da velocidade da reação direta, enquanto o aumento da concentração dos produtos faz com que a reação inversa ocorra mais rapidamente. Observe a reação:
Se adicionarmos, por exemplo, CO2 a este sistema equilibrado, haverá um aumento da concentração desta substância, o que provocará um aumento das colisões entre as moléculas do C(s) e do CO2. Com isso, a produção de CO(g) aumentará, deslocando o equilíbrio para a direita. Por outro lado, se adicionarmos CO(g), haverá uma elevação da sua concentração, aumentado a produção de CO2 e C(s). Assim, a velocidade da reação inversa aumentará e o equilíbrio se deslocará para a esquerda.
De acordo com o princípio de Le Chatelier, a adição de qualquer substância envolvida na reação desloca o equilíbrio no sentido de consumir esse participante, de forma a minimizar os efeitos desse aumento de concentração. Ao contrário, quando há redução de alguma das substâncias, o equilíbrio é deslocado no sentido de recoloca-la, para que os efeitos da sua redução sejam minimizados.
Influência de catalisadores sobre o equilíbrio químico
Os catalisadores são substâncias químicas capazes de acelerar uma reação por meio da diminuição da energia de ativação. Em situações de equilíbrio, a ação do catalisador diminuirá a energia de ativação tanto da reação direta quanto da inversa na mesma intensidade. Assim, podemos concluir que os catalisadores não provocam deslocamento de equilíbrio.
Nesses casos, a única modificação que o catalisador pode provocar é a redução do tempo necessário para que o sistema atinja o equilíbrio químico.
Referências bibliográficas
FELTRE, Ricardo. Química volume 2. São Paulo: Moderna, 2005.
MACHADO, Andrea Horta, MORTIMER, Eduardo Fleury. Química volume único. São Paulo: Scipione, 2005.
USBERCO, João, SALVADOR, Edgard. Química volume único. São Paulo: Saraiva, 2002.
Por: Mayara Lopes Cardoso
