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Princípio de Le Chatelier: o que é e como funciona

O Princípio de Le Chatelier é uma das leis mais importantes da Química. Resumidamente, esse princípio prevê a resposta dada por um sistema químico em equilíbrio se o mesmo for exposto a uma alteração. Continue lendo para conhecer mais sobre essa lei e seu funcionamento.

O que é o Princípio de Le Chatelier?

O químico francês Henri Louis Le Chatelier foi responsável por formular uma das principais leis da Química. O princípio que leva seu nome consiste em uma generalização para o equilíbrio químico, confira seu enunciado a seguir:

• Quando um fator externo age sobre um sistema em equilíbrio, este se desloca, sempre no sentido de minimizar a ação do fator aplicado.

Dessa forma, o sistema químico em equilíbrio, ao ser perturbado busca minimizar essa perturbação para voltar à estabilidade. Então, esse sistema apresenta: 

• Estado inicial de equilíbrio;
• Estado “não equilibrado” com a mudança de um fator; 
• Novo estado de equilíbrio após o sistema se opor à mudança. 

Qual é a importância do Princípio de Le Chatelier?

O princípio formulado por Le Chatelier tem grande relevância para a indústria química. Isso porque as reações podem ser manipuladas tornando os processos mais econômicos e eficientes. 

Podemos citar como exemplo o processo desenvolvido por Fritz Haber. A partir do princípio de Le Chatelier, Harer desenvolveu uma rota econômica para produzir amônia partindo do nitrogênio atmosférico.

Equilíbrio químico de acordo com o princípio de Le Chatelier

A seguir explicaremos o equilíbrio químico usando como base essa lei. 

Efeito da concentração

Se o sistema estiver balanceado, então estará em equilíbrio. Situações que podem levar um sistema em equilíbrio a ser perturbado:

• Aumento da concentração de um componente da reação;
• Redução da concentração de um componente da reação. 

Quando uma substância é adicionada ou removida da reação química, o sistema reage se opondo à mudança. Ele pode consumir ou produzir mais desse composto para restabelecer o equilíbrio.

As concentrações de reagentes e produtos são alteradas para que o sistema encontre novo equilíbrio. A constante do equilíbrio permanece a mesma. 

Efeito da temperatura

Um sistema em equilíbrio é perturbado nos casos abaixo:

• Aumento da temperatura do sistema;
• Redução da temperatura do sistema. 

Se uma energia é adicionada ou removida de um sistema químico, então o sistema se oporá à mudança. Pode ocorrer a absorção ou liberação da energia equilibrando o sistema. O deslocamento do equilíbrio acontece das seguintes formas quando há variação da temperatura: 

• Aumento da temperatura – reação endotérmica é favorecida, o sistema absorve o calor; 
• Redução da temperatura – reação exotérmica é favorecida, o sistema libera calor. 

Efeito da pressão

Nesse caso, o sistema em equilíbrio sofre uma perturbação quando:

• Ocorre o aumento da pressão total do sistema;
• Ocorre a redução da pressão total do sistema. 

O sistema se oporá a mudança se aumentarmos ou reduzirmos a pressão. O equilíbrio será deslocado no sentido de menor ou maior volume, respectivamente. Não há alteração constante de equilíbrio.

A variação do volume do sistema reduz a ação da pressão aplicada da seguinte maneira:

• Contração do volume conforme quanto maior a pressão aplicada ao sistema. O equilíbrio se desloca para o sentido de menor número de mols. 
• Expansão do sistema: quanto mais for reduzida a pressão, o volume aumenta e o sentido da reação é deslocado para o lado com maior número de mols. 

Catalisadores

A velocidade da reação é impactada pelo uso de catalisadores, seja na reação direta ou na indireta. É necessário chegar a uma energia mínima para que uma reação aconteça, pois assim as moléculas se chocam e reagem efetivamente. 

Quando adicionado ao sistema químico, o catalisador atua reduzindo essa energia de ativação. Isso porque o catalisador forma um complexo ativado criando um caminho menor para alcançar o equilíbrio químico. 

Como aumenta igualmente as velocidades das reações, o catalisador reduz o tempo necessário para chegar ao equilíbrio. Porém, o uso de catalisadores não interfere no rendimento da reação e nem mesmo na constante de equilíbrio. Não há interferência na composição da mistura. 

Síntese da amônia

Compostos a base de nitrogênio são amplamente utilizados em medicamentos, explosivos, adubos agrícolas, entre outros. Por esse motivo, há a produção de toneladas de compostos nitrogenados como:

• Amônia (NH3);
• Nitrato de amônio (NH4NO3);
• Ureia (H2NCONH2). 

Salitre do Chile

Há ampla demanda mundial por compostos nitrogenados, especialmente para atividades agrícolas. Até o início do século XX, o salitre do Chile (NaNO3) a principal fonte de compostos nitrogenados. Contudo, sendo o salitre natural não era viável mantê-lo como principal fonte. 

Para solucionar essa questão, o químico alemão Fritz Haber, desenvolveu uma rota de síntese da amônia. A base utilizada por Haber foi o Princípio de Le Chatelier. O princípio foi aperfeiçoado por Carl Bosch para ser implementado industrialmente. 

Dessa forma, a síntese Haber-Bosch é uma das mais relevantes aplicações dos estudos de equilíbrio químico. Devido a importância dessa síntese, Haber foi agraciado com o Prêmio Nobel de Química, em 1918. Bosch recebeu o Prêmio Nobel por sua contribuição em 1931. 

Gostou de saber mais sobre o princípio de Le Chatelier? Para conferir mais conteúdos como este e dicas para o Enem e o vestibular, acesse outros posts do blog Hexag!