Introdução

Um equilíbrio químico é a situação em que a proporção entre as quantidades de reagentes e produtos em uma reacção química se mantém constante ao longo do tempo.

Segundo Le Châtelier:

“Se for imposta uma alteração de concentrações ou de temperatura a um sistema químico em equilíbrio, a composição do sistema deslocar-se-á no sentido de contrariar a alteração a que foi sujeito”.

Noutras palavras, quando se aplica uma perturbação a um sistema em equilíbrio o sistema tende a provocar um reajuste para diminuir as influências da perturbação.

Sendo assim, existem alguns factores que irão  deslocar o equilíbrio da reacção para o lado dos reagentes ou dos produtos de entre os quais podemos destacar, além da pressão, a temperatura e a concentração.

No caso de perturbarmos o sistema fornecendo-lhe energia, ou seja, aumentando a temperatura, este vai desenvolver-se no sentido da reacção endoenergética, consumindo a energia que lhe é fornecida. Quando diminuímos a temperatura, o sistema reage de forma a compensar essa perturbação, ou seja, evolui no sentido da reacção exoenergética aumentando, assim, a energia do sistema.

Nesta experiência, foi utilizada a seguinte reacção:

Sendo esta reacção endoenergética no sentido directo, se aumentássemos a temperatura a reacção progrediria no sentido directo, ou seja, absorveria a energia fornecida, fazendo com que houvesse uma maior produção de produtos, aumentando assim, a sua concentração no sistema e conferindo-lhe uma cor azul intensa, devido ao facto do cloreto de cobalto di-hidratado (um dos produtos) ter cor azul.

Se diminuíssemos a temperatura, ocorreria o contrário (a reacção evoluiria no sentido inverso), aumentando assim, a concentração de reagentes conferindo, portanto, ao sistema uma cor rosa-avermelhada intensa, devido ao cloreto de cobalto hexa-hidratado (um dos reagentes) ter essa cor.

O aumento do valor da concentração de um componente do sistema é seguida do consumo desse componente até se atingir um novo estado de equilíbrio. Já a diminuição do valor da concentração de um componente do sistema é seguida do consumo dos componentes do lado oposto do mesmo até se atingir um novo estado de equilíbrio.

Quando há um aumento da concentração de um ou mais reagentes, o sistema evolui no sentido directo de forma a diminuir a sua concentração. O mesmo acontece com o aumento da concentração dos produtos.

Por outro lado, quando há uma diminuição da concentração de um ou mais reagentes, o sistema volta ao estado de equilíbrio, deslocando-se a reacção no sentido inverso, diminuindo a concentração dos produtos e aumentando a dos reagentes para que se atinja novamente o estado de equilíbrio.

Nesta experiência, foi utilizada a seguinte reacção:

Se variássemos a concentração de um dos componentes da mistura reaccional, a reacção progrediria no sentido de contrariar a variação provocada.

MATERIAL

. Copo de 150ml;

. Copo de 250 ml;

. Microespátula;

. Microvaretas (palitos de madeira);

. Pipeta de Pasteur;

. Placa de aquecimento;

. Placa de microanálise;

. Tubo de ensaio pequeno (70x10 mm);

. Água;

. Vidro do relógio;

. Conta-gotas.

REAGENTES

. Água destilada;

. Cloreto de cobalto (II) hexa-hidratado (CoCl2.6H2O);

. Ácido clorídico concentrado (HCI);

. Gelo.

PROCEDIMENTO

Parte1- Efeito variação da temperatura

1-Preparar 10 ml de uma solução aquosa saturada de cloreto de cobalto (II) hidratado num copo à temperatura ambiente.

2-Transferir um pouco da solução para um tubo de ensaio muito pequeno.

3-Colocar o tubo de ensaio, alternadamente, em banho de água a ferver e num banho de gelo.

4-Apreciar a alteração na colocação do conteúdo do tubo de ensaio após a variação de temperatura provocada.

Parte 2- Efeito da variação da concentração

1-Numerar as cavidades de uma placa de microanálise em 4 colunas (1,2,3,4) de 3 alíneas (A,B,C).

2-Transferir para cada uma das cavidades, 1 ou 2 gotas de cloreto de cobalto.

3-Com o conta-gotas, adicionar 2, 4 e 6 gotas de água às cavidades A2, A3 e A4 respectivamente.

4-Com um conta-gotas, adicionar 1, 2 e 3 gotas de ácido clorídrico às cavidades B2, B3 e B4, respectivamente.

5-Com uma microespátula, adicionar 1, 2 e 3 porções de cloreto de sódio às cavidade C2, C3 e C4, respectivamente.

6-Agite com a vareta, lavando-a e secando-a sempre que se muda de posição.

7-Registar o conjunto de tonalidades observadas nas cavidades (azul, cor-de-rosa-azulado, azul-rosado ou cor-de-rosa) e elaborar uma tabela.

RESULTADOS

Parte1- Efeito da variação da temperatura

Parte2- Efeito da variação da concentração

DISCUSSÃO

Na 1ª parte da experiência, adicionámos 10 ml de uma solução aquosa saturada de cloreto de cobalto (II) hidratado, num copo, à temperatura ambiente e transferimos um pouco da solução para um tubo de ensaio muito pequeno.

Em seguida colocámos o tubo de ensaio, alternadamente, em banho de água a ferver e num banho de gelo e apreciamos a alteração na colocação do conteúdo do tubo de ensaio após a variação de temperatura provocada.

Sabíamos, por conta da reacção ser endoenergética no sentido directo que, se aumentássemos a temperatura (através do banho de água a ferver), isto faria com que a reacção absorvesse a energia fornecida, levando a uma maior produção de produtos e, consequentemente, a solução mudaria de cor para o azul provavelmente (a cor do cloreto de cobalto di-hidratado, um dos produtos).

No entanto, o resultado obtido foi um vermelho azulado, muito provavelmente devido à baixa concentração de cloreto de cobalto (II) hidratado presente na solução.

Sabíamos também que, se diminuíssemos a temperatura, a reacção evoluiria no sentido inverso, aumentando assim, a concentração de reagentes conferindo, consequentemente, à solução, a sua cor inicial novamente (rosa-avermelhado).

Já na 2ª parte da experiência, numerámos as cavidades de uma placa de microanálise em 4 colunas (1, 2, 3, 4) e 3 alíneas (A, B, C) e transferimos, para cada uma das cavidades, 1 ou 2 gotas de cloreto de cobalto.

Com um conta-gotas, adicionámos 2, 4 e 6 gotas de água às cavidades A2, A3 e A4 respectivamente.

Depois de limpar o conta-gotas, utilizámo-nos dele outra vez, adicionando 1, 2 e 3 gotas de ácido clorídrico às cavidades B2, B3 e B4 respectivamente.

Com uma micro espátula, adicionámos 1, 2 e 3 porções de cloreto de sódio às cavidades C2, C3 e C4 respectivamente.

Posteriormente, agitámos as soluções com a vareta, lavando-a e secando-a sempre que mudássemos de coluna (de A para B e de B para C) e registámos os resultados obtidos.

Pudemos verificar, pelos resultados obtidos na primeira coluna (A) que, quanto mais gotas de água adicionarmos, mais diluída ficava a solução. Isso explica-se pelo facto de que a dissolução da solução na água faz com que a concentração da solução diminua.

Já pelos resultados obtidos na segunda coluna (B), verificamos que quanto mais gotas de ácido clorídrico adicionarmos, mais a cor rosa-avermelhada da solução se aproximava do azul. Isso explica-se pelo facto de que, quando se adiciona ácido clorídrico estão-se a adicionar iões cloreto (CI-), ou seja, há um aumento na concentração de um dos reagentes fazendo com que houvesse também um aumento na concentração dos produtos e como o cloreto de cobalto di-hidratado (um dos produtos) tem cor azul, a mistura tende a aproximar-se dessa cor.

Através dos resultados obtidos na terceira coluna c, verificámos que quanto mais cloreto de sódio adicionarmos, mais concentrada fica a cor rosa-avermelhada da solução.

Este resultado não era de se esperar, uma vez que o cloreto de sódio ao se misturar com a água presente no cloreto de cobalto hexahidratado, gera NaOH (hidróxido de sódio) e HCI (ácido clorídrico). E, como o HCI, contém iões cloreto (CI-), era de se esperar que a concentração de CI- aumentasse e ocasionasse os mesmos resultados obtidos na coluna B, isto é, que a solução se aproximasse do azul.

CONCLUSÃO

Ao se colocar um tubo de ensaio, alternadamente, em banho de água a ferver e num banho de gelo, pode-se apreciar a alteração na coloração do conteúdo do tubo de ensaio após a variação de temperatura provocada.

Tem de se lavar em consideração que, por conta da reacção ser endoenergética no sentido directo, o aumento da temperatura (através do banho de água a ferver), faria com que a reacção absorvesse a energia fornecida, levando a uma maior produção de produtos e, consequentemente, uma mudança de cor da solução para azul pois, a cor do cloreto de cobalto di-hidratado (um dos produtos) é esta.

Já a posterior diminuição da sua temperatura, levaria a reacção a evoluir no sentido inverso, aumentando assim, a concentração de reagentes conferindo, consequentemente, à solução, a sua cor inicial novamente (rosa-avermelhado).

Na primeira coluna (A), era de se esperar que a dissolução da solução na água, fizesse com que a concentração da solução diminuísse.

Já ao se verificar os resultados obtidos na segunda coluna (B), era de se esperar que quando se adicionasse ácido clorídrico, estaria a adicionar também iões cloreto (CI-), ou seja, haveria um aumento na concentração de um dos reagentes fazendo com que houvesse também um aumento na concentração dos produtos e como o cloreto de cobalto di-hidratado (um dos produtos) tem cor azul, a mistura tenderia a se aproximar desta cor.

Ao se verificar os resultados obtidos na terceira coluna © era de se esperar que, uma vez que o cloreto de sódio ao se misturar com a água presente no cloreto de cobalto hexahidratado gerasse NaOH (hidróxido de sódio) e HCI (ácido clorídrico), os iões cloreto (CI-) presentes no HCI aumentassem em concentração e ocasionassem os mesmos resultados que eram supostos ser obtidos na coluna B, isto é, que a solução se aproximasse do azul.

Os resultados por nós encontrados encontram-se de acordo com o esperado, com a excepção dos resultados obtidos na terceira coluna © da segunda parte da experiência. Esta falha pode ter sido causada por descuidado ou desatenção no momento da realização do experimento ou por falta de materiais em boas condições, necessários à obtenção de bons resultados.

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