Equilíbrio Químico e o Princípio de Le Châtelier

1.3 Materiais, Equipamentos e Reagentes

• Material: Placas de Petri, Pipetas de Pasteur, Banho de gelo, Banho de água a ferver, Varetas de vidro, 1 tubo de ensaio pequeno e Pinça de madeira.
• Equipamento: Placa de aquecimento e Retroprojetor.
• Reagentes: Água destilada, Cloreto de cobalto (II) hexa-hidratado (CoCl₂·6H₂O) (TÓXICO) e Ácido clorídrico concentrado (HCl) (CORROSIVO).

A variação de cor que os dois íons de cobalto conferem à solução permite acompanhar a evolução do sistema para novos estados de equilíbrio.

O Exsicador e Fatores de Equilíbrio

Um exsicador é um aparelho com baixo teor de umidade, utilizado para manter as substâncias secas, isto é, diminuir a concentração de moléculas de água presentes no ambiente em que se encontra. Assim, apresentam-se os fatores que podem influenciar, de forma direta ou não, a alteração do estado de equilíbrio:

• Composição da mistura reacional;
• Temperatura;
• Pressão;
• Volume (no caso de se tratar de gases).

A Formação de Íons de Cobalto (II) em Solução Aquosa

Quando se dissolve CoCl₂ (s) em água, forma-se o íon complexo [Co(H₂O)₆]²⁺ (aq) e íons Cl^- (aq). Por adição do HCl, pode formar-se o íon complexo [CoCl₄]^2- (aq), segundo a equação termoquímica de equilíbrio:

[CoCl₄]^2- (aq) + 6 H₂O (l) ⇌ [Co(H₂O)₆]²⁺ (aq) + 4 Cl^- (aq)
(Azul)   -   (Rosa)

Considerando que ΔH < 0, pode-se afirmar que a entalpia é negativa e que estamos perante uma reação exotérmica.

Objetivo Experimental

Com esta atividade experimental, ambiciona-se estudar os efeitos que resultam da variação da temperatura e da concentração na progressão global de uma reação e estudar a alteração do estado de equilíbrio, comprovando o Princípio de Le Châtelier.

Análise das Alterações Observadas

Variação da Temperatura: O Princípio de Le Châtelier defende que, se um sistema em equilíbrio for sujeito a fatores externos (neste caso, a variação da temperatura), haverá tendência para a reação evoluir no sentido de contrariar essa mesma alteração. Neste caso específico, ao aumentar-se a temperatura, a reação progredirá no sentido inverso (endotérmico), ou seja, no sentido em que absorve energia. Contudo, se a temperatura diminuir, a reação evoluirá no sentido direto (exotérmico), no sentido em que liberta energia.

Variação da Concentração:

• 5.2.1. Diluição com água: Foi possível verificar que, à medida que a quantidade de água foi aumentando (número de gotas), a tonalidade da solução inicial foi se aproximando cada vez mais do rosa (como se pode constatar pela Tabela 1), ou seja, a reação evoluiu no sentido direto para contrariar a adição de água.
• 5.2.2. Adição de HCl: Ao adicionar HCl à solução, o sistema entra em desequilíbrio, pois há aumento da concentração do íon Cl^-. Com base no Princípio de Le Châtelier, o sistema evolui no sentido inverso para contrariar a adição de HCl, tornando a solução mais azulada.