EQUILIBRI QUIMIC

1. Establiment de l'equilibri químic.

La gran majoria de les reaccions químiques poden transcórrer �

en ambdós sentits, sempre que tinguin lloc en un sistema �

tancat.

A + B ===== C + D

Quan es produeix l'equilibri químic estan les quatre espècies �

presents(A,B,C,D). Per tant l'extensió no és del 100%.

En l'aspecte cinètic s'arriba a igualar la velocitat de la �

reacció en sentit directe i invers:

A diferència d'altres casos físics com l'equilibri d'una �

balança, que és un equilibri estàtic; l'equilibri químic és �

dinàmic: al formar-se els productes finals aquests es �

transformen en els reactius i així successivament.

2. Llei de l'equilibri químic.

Fent l'estudi de l'equilibri químic per gasos i suposant que �

es tracta de reaccions elementals: Guldberg i Waage al 1864 van �

trobar la seg�ent llei:

aA + bB ===== cC + dD

Vd = kd [A]a . [B]b ; Vi = ki [C]c . [D]d

Quan siguin iguals les velocitats:

kd [A]a . [B]b = ki [C]c . [D]d

kd [C]c . [D]d

---- = -------------- = Kc (constant d'equilibri)

ki [A]a . [B]b

Aquesta expressi¢ és l'anomenada llei de l'equilibri químic o �

llei d'acció de masses.

Exemple 1-2-3 P.95/6/7

Conseqüències:

a) Mentre el sistema està evolucionant cap a l'equilibri el quocient de la reacció( relació entre reactius i productes = Qc) será diferent a Kc. Això permet predir cap on evoluciona el sistema.

Si Qc < Kc (--->) ; i si Qc>Kc (<----)

Exemple 5 P.98

b) La constant d'equilibri ve donada a una temperatura determinada, ja que hi depèn.

Mirar P. 114 (Valors de Kc a diferents temperatures)

c) La K varia segons els coeficients de la reacció

Mirar full

d) En reaccions on alguns dels components són sòlids o líquids, �

en l'expressió de la �constant d'equilibri no apareixen les seves concentracions .Ex.:

2 NaHCO3(s) ===== Na2 CO3 (s) + CO2 (g) + H2O (g)

La constant d'equilibri :

Kc = [CO2].[H2O]

Aplicació de Kc

Ex. 6 P.100; Ex. 19 P.118; Ex. 7 P. 102;

(A Casa) Activitats P. 103

3. Altres expressions de la constant d'equilibri.

Si els components que intervenen en la constant d'equilibri �

s¢n gasos es poden expressar en funció de les pressions �

parcials de cada espècie en la mescla d'equilibri.Així::

aA + bB ===== cC + dD

pc . pd

-------------- = Kp (constant d'equilibri)

pa . pb

3.1 La relació entre Kp i Kc

ni R T

pi = ------- = ci R T

V

Kp = Kc (RT) /\n

Exemples 8-9 P. 104/5; Exemple 10 P.108

(A Casa) Activitat 4 P. 106; Activitat 5 P.108; Act P.111 (sobre Kp)

3.2 Relació entre K i /\Go

/\Go = - RTlnK

K = Kp ( p, en atm) en gasos.

K = Kc (c, en mols/l) en dissolucions lìquides,

Exemple 18 P. 117; Exemple 21 P. 121

(A Casa) Activitat 10 P.117

S'anomena grau de dissociaci¢,alfa, al nº de mols que s'han �

dissociat per 1 mol de reactius(tant per u). tamb‚ es pot donar �

en %.

nº de mols inicials dissociats nº de mols inicials - nº de mols que queden

alfa = --------------------------------------- = -------------------------------------------------------------

nº de mols inicials nº de mols incials

Exemple 11-12-13 P.110/11

4. Factors que afecten a l'estat d'equilibri químic.

Una vegada establert l'equilibri químic les concentracions �

de les espècies químiques que intervenen romanen constants però �

es poden modificar per factors externs.

- Factors:

1. Canviant la concentració de les substàncies que participen en �

la reacció.

2. Variant la pressió quan hi participen gasos.

3. Variant la temperatura.

5. Principi de Le Chatelier.

De forma qualitativa Le Chatelier(1884) va plantejar el �

seg�ent principi: Si un sistema físico-químic en equilibri es �

modifica, el sistema es desplaçarà en el sentit de contrarestar �

aquest efecte i buscar de nou l'equilibri.

1. Efecte de la pressió i concentració.

1. Efecte de la concentració.

Cl2(g) + PCl3(g) ==== PCl5

[PCl5]

-------------- = Kc Observant la constant d'equilibri

[Cl2]. [PCl3] es confirma el principi.

2. Efecte de la pressió

El que fa es variar la concentració dels seus �

components. A l'augmentar la pressió, disminueix el volum ===> �

que les concentracions dels components en equilibri químic �

augmenten, segons Le Chatelier es farà l'efecte contrari: �

disminuir la concentració dels components, és a dir, reduir el �

nombre de mols totals. Explicar que passa en l'exemple �

anterior.

H2(g) + I2(g) ==== 2 HI(g)

no es modifica l'equilibri al variar la pressió.

2. Efecte de la Temperatura.

DepŠn de si la reacci¢ es exotŠrmica o endotŠrmica.

N2O4 (g) ===== 2 NO2(g) /\H = 13'88 Kcal

Si augmentem la temperatura del sistema, llavors segons Le �

Chatelier, l'equilibri es desplaçarà absorbir calor, per tant �

cap a la dreta (formació de NO2) i la Kc augmentarà.

Ex 14-15 P.115; 16-17 P.116; Exemple 20 P.119

(A Casa) Activitat 11 P.120

Exercicis Unitat 4 P. 121

Constant (Kc): 1-2-3-5-9-10-16

amb alfa: 18-19-20

Constant(Kp): 11-12-13- 22 i 23(Igual que Exemple 13 P.111)-28-29

Variació de l'equilibri: 14-15-21-24-25

Kp i /\G : 27

Selectivitat P. 124

	Created by jbalsell over 10 years ago

2Química(U1 a U4) Note on 2Química U1-2-3-4, created by jbalsell on 08/19/2013.

2Química U1-2-3-4