Equilibrio Químico

Equilibrio Químico

1. El equilibrio químico se presenta cuando dos reacciones opuestas ocurren con la misma rapidez y al mismo tiempo. Si se tiene un recipiente donde una reacción alcanza el estado de equilibrio se obtiene una mezcla de reactivos y productos cuyas presiones o concentraciones NO cambian con el tiempo. Esta mezcla se llama mezcla de equilibrio y se obtiene debido a que la reacción es reversible.

   • Lecciones Importantes sobre el equilibrio
     • En equilibrio, una razón específica de los términos de concentración es igual a la constante
     • Para que se establezca el equilibrio, ni los reactivos ni los productos pueden salir del sistema
     • En equilibrio, las concentraciones de los reactivos y productos no cambian con el tiempo

2. CONSTANTE DE EQUILIBRIO

   • Ley de acción de masas
     • Para cualquier reacción, la relación entre las concentraciones de los reactivos y de los productos presentes en el equilibrio.
       • Expresión de la constante de equilibrio
         • • CONSTANTES DE EQUILIBRIO EN TÉRMINOS DE LA PRESIÓN KP
             • Cuando los reactivos y productos de una reacción química son gases se puede formular la expresión de la constante de equilibrio en términos de presiones parciales
             • MAGNITUD DE LAS CONSTANTES DE EQUILIBRIO
               • K>>1: El equilibrio se encuentra a la derecha; predominan productos
               • K<<1: El equilibrio se encuentra a la izquierda; predominan reactivos
               • RELACIÓN DE LA ESTEQUIOMETRÍA DE LA ECUACIÓN QUÍMICA Y LAS CONSTANTES DE EQUILIBRIO
                 • La constante de equilibrio de una reacción en el sentido inverso es la inversa de la constante de equilibrio de la reacción en el sentido directo
                 • La constante de equilibrio de una reacción neta formada por la suma de dos o más reacciones es el producto de las constantes de equilibrio de las reacciones individuales
                   • Dirección de la ecuación química y K
                     • La expresión de la constante de equilibrio para una reacción escrita en una dirección es el reciproco de la expresión para la reacción escrita en la dirección inversa.
                       • Equilibrios heterogéneos
                         • Siempre que un sólido o líquido puro esté implicado en un equilibrio heterogéneo, su concentración no se incluye en la constante de equilibrio
                         • Las sustancias en equilibrio se encuentran en fases distintas
                           • Aplicaciones de las constantes de equilibrio
                             • Cálculo de las concentraciones de equilibrio
                             • Predicción del sentido de la reacción
                               • Este método se formaliza definiendo una cantidad conocida como cociente de reacción.
                                 • El cociente de reacción Q, es un número que se obtiene sustituyendo las concentraciones o las presiones parciales de los reactivos y productos en cualquier punto durante una reacción en una expresión de la constante de equilibrio
                                 • Las concentraciones que se utilizan podrían ser o no ser las concentraciones de equilibrio
                                 • Q=K: El sistema está en equilibrio.
                                   • Q>K: La concentración de productos es demasiado grande y la de reactivos demasiado pequeña.
                                     • Q<K: La concentración de productos es demasiado pequeña y la de reactivos demasiado grande.
                         • Para una sustancia pura, el valor de referencia es la concentración de la sustancia pura misma, por lo que la actividad de cualquier sólido o líquido puro es siempre 1
                 • La constante de equilibrio de una reacción que se ha multiplicado por un numero, es igual a la constante de equilibrio original elevada a una potencia igual a ese número
           • Calculo de las constantes de equilibrio
             • Pasos a seguir:
               • 1. Tabule todas las concentraciones conocidas, tanto las iniciales como las de equilibrio, de las especies que aparecen en la expresión de la constante de equilibrio.
                 • 2. Para aquellas especies cuyas concentraciones inicial y de equilibrio se conozcan, calcule el cambio en la concentración que ocurre conforme el sistema alcanza el equilibrio
                   • 3. Recurra a la estequiometría de la reacción para calcular los cambios de concentraciónpara las demás especies en la expresión de la constante de equilibrio.
                     • 4. Utilice las concentraciones iniciales de los pasos 1 y los cambios de concentración del paso 3 para calcular las concentraciones de equilibrio no tabuladas en el paso 1.
                       • 5. Determine el valor de la constante de equilibrio

3. Principio de Le Chatelier

   • Si en un sistema en equilibrio se perturba por un cambio en la temperatura, concentración o presión, el sistema desplazará su posición de equilibrio de tal forma que contrarreste el efecto de la perturbación.
     • Temperatura: Si se aumenta la temperatura en un sistema en equilibrio, el sistema reacciona como si se hubiera agregado un reactivo a una reacción endotérmica o un producto a una exotérmica. El equilibrio se traslada hacia la dirección que consume el exceso de reactivo.
       • Endotérmica: Aumentar T da por resultado que K aumente
       • Exotérmica: Aumentar T da por resultado que la K disminuya
     • Presión: A temperatura constante, la reducción del volumen de una mezcla en equilibrio gaseoso causa que el sistema se desplace en la dirección que reduce el numero de moles de gas.
     • Concentración: Si una sustancia se agrega a un sistema en equilibrio, el sistema reacciona para consumir parte de la sustancia. Si una sustancia se elimina de un sistema, este reacciona para producir más de dicha sustancia.