Equilíbrio dinâmico — Química, 14–17 anos
Algumas reações podem ocorrer para a frente e para trás. No equilíbrio, os dois sentidos continuam, mas à mesma velocidade, por isso as quantidades permanecem estáveis enquanto as condições não mudarem.
Parece parado, mas continua a acontecer
Imagina pessoas a sair e a entrar numa sala à mesma velocidade. O número de pessoas lá dentro mantém-se, embora o movimento não pare. Uma reação química reversível pode comportar-se do mesmo modo: as mudanças para a frente e para trás continuam à mesma velocidade. Isto é um equilíbrio dinâmico.
Por que é importante o equilíbrio?
Num recipiente fechado, as reações reversíveis normalmente não terminam por gastar completamente um dos lados. Os químicos precisavam de explicar estas misturas estáveis e aumentar a quantidade de um produto útil. Pensar em equilíbrio mostra como a temperatura, a pressão ou a concentração podem deslocar o balanço.
Adicionar mais reagente
Considera N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃. No equilíbrio, adiciona azoto mantendo constantes a temperatura e a pressão. A concentração de azoto aumenta, por isso a reação direta fica momentaneamente mais rápida do que a inversa. Forma-se mais amoníaco até as velocidades voltarem a ser iguais; a mistura final desloca-se para o amoníaco.
Velocidades iguais não significam quantidades iguais
Um erro comum é pensar que equilíbrio significa haver quantidades iguais de reagentes e produtos. Parece natural, porque “equilíbrio” sugere lados iguais. Na realidade, o equilíbrio significa velocidades de reação iguais; as quantidades podem ser muito diferentes, dependendo da reação e das suas condições.
Produzir fertilizante com eficiência
O processo de Haber produz amoníaco para fertilizantes através de uma reação reversível entre azoto e hidrogénio. As fábricas escolhem pressão, temperatura e catalisador que proporcionem uma velocidade e um rendimento úteis, e depois retiram o amoníaco para favorecer a produção de mais. O consumo de energia e o custo limitam o que é possível fazer.
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