Estudo do equilíbrio químico com o programa LeChat

O programa LeChat 2.1 - Simulações em Equilíbrio Químico - consiste basicamente numa ilustração no computador, de forma gráfica, do fenómeno do Equilíbrio Químico.

Permite visualizar as alterações produzidas em sistemas químicos gasosos por alterações de concentrações de reagentes ou produtos, temperatura do sistema ou pressão (volume) a que o sistema está sujeito, em conformidade com o Princípio de Le Chatelier.

Segue-se uma explicação deste Princípio, retirado daqui:

As diferentes formas de alterar um estado de equilíbrio para uma reacção química têm uma coisa em comum:

Um sistema em equilíbrio responde a qualquer perturbação com uma alteração que tende a contrariar a perturbação a que foi sujeito.

De facto:  (sugiro que siga as várias hiperligações de forma a obter explicações muito importantes para uma eficaz compreensão)

• A perturbação aumento de concentração de um componente do sistema é seguida de consumo desse componente, até se atingir um novo estado de equilíbrio.
• A perturbação aumento de temperatura favorece a transformação em que há absorção de calor, o que tende a fazer diminuir a temperatura do sistema.
• A perturbação diminuição de volume de uma mistura gasosa, com consequente aumento do número de moléculas por unidade de volume (e, assim, aumenta a pressão do sistema), é seguida da transformação no sentido em que diminui o número de moléculas (assim, tendendo a diminuir a pressão do sistema).

A generalização acima feita deve-se a Le Chatelier e é justamente conhecida por Princípio de Le Chatelier.

O efeito de pressão acima mencionado merece dois comentários adicionais. Primeiro, faz-se notar que este efeito de pressão é-o aliado a variações de volume do sistema, pois são estas que implicam alterações nas concentrações das espécies em equilíbrio. Não é o efeito decorrente de se adicionar, sem variação de volume, outro gás que nada tenha a ver com a reacção.

Por exemplo, o equilíbrio N₂(g) + 3H₂(g) 2NH₃(g) não é alterado por adição do gás inerte árgon, ainda que, com isso, a pressão total do sistema aumente. É que, não havendo variação de volume, as concentrações dos gases N₂, H₂, NH₃ (e, também, as pressões parciais) não variam. Também não é o aumento de pressão total decorrente de aumento de temperatura que está a ser considerado.

Por outro lado, é de notar que a diminuição do número de moles de gases como consequência de uma diminuição de volume - aumento de pressão - se corresponde a uma tentativa do sistema em diminuir a sua pressão, pode, também, ser considerada uma tentativa do sistema em diminuir o seu volume. O fenómeno central, aqui, é que um aumento de concentração global de todas as espécies se traduz numa alteração que tende a contrariar esse aumento.

Ao iniciar o programa existe uma janela em que está explicado o seu funcionamento (bastante simples). Pode descarregá-lo aqui.

Existem roteiros que permitem utilizar o programa de forma orientada e que pode encontrar aqui. Recomendo que os sigam pois poderão retirar o máximo proveito do programa. Nota: Os anos referidos aplicam-se ao programa que vigorava anteriormente. Comece por explorar os do 10º.

Para saber mais sobre o equilíbrio químico e constantes de equilíbrio, sugiro que siga esta ligação.