Equilíbrio químico – deslocamento de N₂O₄ ⇌ 2NO₂

QuímicaCinética e equilíbrioIdades 16–17

Usar com minha turma

Um frasco fechado contém o equilíbrio N₂O₄ (incolor) ⇌ 2NO₂ (castanho-avermelhado). Mude a temperatura ou comprima/expanda o frasco e observe a cor do frasco e o gráfico de concentração × tempo: o sistema se desloca exatamente como prevê o princípio de Le Chatelier e atinge um novo equilíbrio, enquanto a própria K só muda com a temperatura.

Aula: Equilíbrio químico

O que mostra

O tetróxido de dinitrogênio e o dióxido de nitrogênio formam um equilíbrio dinâmico, N₂O₄ ⇌ 2NO₂, cuja reação direta é endotérmica. Como o NO₂ é castanho-avermelhado e o N₂O₄ é incolor, a cor do gás mostra para onde o equilíbrio se desloca. A simulação aplica o princípio de Le Chatelier de forma quantitativa: aquecer aumenta K e favorece o NO₂; comprimir favorece o N₂O₄, o lado com menos moléculas de gás; adicionar NO₂ torna Q maior que K, e a reação inversa ocorre até Q = K. Só a temperatura muda K; pressão e concentração apenas deslocam o equilíbrio.

Como usar

Deixe o sistema se estabilizar e mude um fator por vez, observando o frasco e o gráfico de concentração. Suba e desça a Temperatura e veja como a cor e K respondem. Reduza o Volume do frasco: a cor primeiro escurece porque o gás é comprimido e depois clareia um pouco quando o sistema se desloca para o N₂O₄. Clique em Adicionar NO₂ e peça que os alunos prevejam o novo equilíbrio antes de o gráfico se estabilizar.

Parâmetros que você pode mudar

  • Temperatura 0–120 °C
  • Volume do frasco 0,5–4 L
  • Quantidade inicial de N₂O₄ 0,02–0,4 mol
  • Mostrar gráfico de concentração

Perguntas para explorar

  1. O que acontece com a cor do frasco e com o valor de K quando a temperatura diminui, e por quê?
  2. Por que o gás escurece logo após a compressão e depois fica um pouco mais claro?
  3. Depois de adicionar NO₂, a nova concentração de NO₂ no equilíbrio é maior ou menor que antes da adição?

Ideias para a aula

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