O que acontece com os reagentes e os produtos quando a reação atinge o equilíbrio?

Gás Nobre, você sabia que muitas reações acabam alcançando o que chamamos de “Equilíbrio Químico”?

Caso não saiba, fique aqui comigo, pois nesse artigo vou te contar o que é um equilíbrio químico, bem como, quando uma reação química atinge o estado de equilíbrio. 

Bora reagir?

REAÇÕES REVERSÍVEIS E REAÇÕES IRREVERSÍVEIS

Existem processos em que não é possível “pegar” o produto formado, e transformar nos reagentes, ou seja, as substância que deram a sua origem. Vou demonstrar um exemplo. Observe a equação logo abaixo:

C(s) + O2(g) → CO2(g) + energia

A reação acima representa a combustão do carvão. Você por acaso já viu o carvão queimando (imagine um churrasco na sua casa), e algum processo fazendo com que depois de queimado, esse carvão voltasse ao normal?

Esse é um exemplo do que chamamos de “Reação Irreversível”, ou seja, uma vez formado os produtos, não é possível “reciclar” os reagentes.

Agora pense comigo: se existem reações IRREVERSÍVEIS, é porque existem reações REVERSÍVEIS, não é?

Pois é exatamente isso, Gás Nobre!

E um excelente exemplo, que diga-se de passagem, é bastante abordado em provas escolares, ENEM e vestibulares, vem ser a reação envolvida na síntese da amônia (NH3). 

Observe a forma como vou representar esse processo:

N2(g) + 3 H2(g) ⇌ 2 NH3(g)

Por falar em síntese da amônia, tem um vídeo no meu canal contando a história de Fritz Haber, que eu acho que você vai gostar de assistir.

Percebeu que a reação acima utiliza do símbolo (⇌) para indicar que é um processo reversível?

Então vamos organizar o pensamento:

• ( → ) Indica que a reação é irreversível
• ( ⇌) Indica que a reação é reversível

Mas não é só isso, Gás Nobre. O que é muito importante lhe mostrar, é como uma reação reversível vai ser caracterizada “no mundo real”. Até então, estamos analisando apenas equações.

A VELOCIDADE DE UMA REAÇÃO

Algumas reações são rápidas, e outras, bastante lentas. A explosão de uma bomba, é uma reação rápida ou lenta? E a formação da ferrugem?

Percebe que a questão da velocidade é algo importante?

Ainda focando em uma reação irreversível, como seria o gráfico de desenvolvimento (de uma maneira geral e bem simples) levando em consideração a variação da quantidade dos participantes ao longo do tempo?

Gostaria que você observasse que, no início da reação tínhamos 100% dos reagentes e 0% dos produtos, e no final de tudo, os reagentes se esgotaram (chegaram a 0%) e os produtos foram totalmente formados (chegaram a 100%).

Essa é uma característica importante das reações irreversíveis: os reagentes se esgotam (considerando que a reação ocorreu com os reagentes em proporções estequiométricas), e os produtos são totalmente formados.

Por isso utilizamos o símbolo ( → ) para as reações irreversíveis.

E nas reações reversíveis?

Mas uma vez, utilizando de um simples gráfico, eu gostaria que você observasse que nesse exemplo, nós não conseguimos esgotar os reagentes, e nem chegar a 100% dos produtos.

Em relação ao eixo Y do gráfico (onde temos as quantidades), há um determinado momento em que as quantidades (ou concentrações) não são alteradas. Veja a representação que fiz na cor vermelha:

Já que em “t1” as quantidades não mudaram, então isso quer dizer que em “t1” a reação química parou?

E a resposta é: não!

Para explicar a razão de essa reação química não ter parado, preciso lhe fazer uma pergunta simples.

Faz de conta que você comprou uma esteira de corrida, e você seleciona a velocidade de 8 km/h. Qual a velocidade que você precisaria correr para não cair?

Os mesmos 8 km/h, não é?

E agora eu te faço uma outra pergunta: nessa situação da esteira, você está parado(a) ou está se movimentando?

A sua resposta deve ter sido: “estou me movimentando, mas não estou saindo do lugar, pois a velocidade que estou correndo (velocidade de ida) é igual a velocidade da esteira (velocidade de volta).”

Acertei?

Pois é exatamente o mesmo que acontece com as reações reversíveis: em determinado momento, a velocidade de “ida” é igual a velocidade de “volta”.

Tecnicamente temos que:

Sendo:

• “1” sentido da reação direta (reagentes formando os produtos)
• “2” sentido da reação inversa (produtos formando os reagentes)

E agora nós finalmente podemos responder a pergunta:

QUANDO UMA REAÇÃO QUÍMICA ATINGE O EQUILÍBRIO?

Gás Nobre, sempre que a velocidade da reação direta (v1) se iguala a velocidade da reação inversa (v2), temos o equilíbrio químico alcançado.

Equilíbrio Químico

v1 = v2

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