hacia el concepto de equilibrio químico las reacciones químicas: algunas son completas: reactivos...
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Hacia el concepto de equilibrio químico
Las reacciones químicas:
Algunas son completas:
REACTIVOS PRODUCTOS
Algunas son reversibles:
REACTIVOS PRODUCTOS
En las reacciones reversibles:
Los reactivos reaccionan para formar productos
Los productos reaccionan para formar reactivos
Hay presencia de reactivos y productos Se alcanza un equilibrio dinámico, si el
sistema es cerrado y la temperatura constante.
¿Qué es un equilibrio dinámico?
Algunos ejemplos en los que se manifiesta son:
Presión de vapor de un líquido
Fusión y congelación Soluciones saturadas
Revisemos presión de vapor de un líquido:
Líquido en recipiente cerrado y evacuado comienza a evaporarse
Las moléculas de la superficie vencen las fuerzas de atracción y escapan a la fase gas
Ejercen presión en las paredes
Al aumentar la presión aumenta la posibilidad de ser recapturadas por el líquido
A cierta temperatura, la frecuencia de escape y regreso se vuelve constante
La P de vapor es constante
Hay dos procesos opuestos ocurriendo en simultáneo
Consideremos la siguiente reacción:
El N2O4 es incoloro y se descompone a temperatura ambiente:
La reacción que ocurre es la siguiente:
N2O4(g) 2NO2(g)
Luego de un tiempo, la reacción aparentemente se detiene, no vemos más cambios de color.
Se alcanza una condición de equilibrio:
N2O4 (g) 2NO2 (g)
Observemos el proceso:
En la condición de equilibrio:
Observemos:
La concentración de reactivo y producto a medida que aumenta el tiempo
Transcurrido el tiempo t, ¿qué ocurre con ambas?
Estudie el siguiente sistema en equilibrio:
¿En qué tipo de sistemas ocurre?
¿Cómo son las propiedades del sistema?
¿Qué especie o especies se encuentran?
¿Ocurre alguna reacción?
En sistemas cerrados y a temperatura constante
Las propiedades macroscópicas se mantienen constantes
Presencia de reactivos y productos en concentraciones constantes, aunque no necesariamente iguales
Ocurre la reacción directa e inversa simultáneamente
La constante de equilibrio:
Para una reacción general:
La composición constante del sistema en equilibrio es caracterizada por la siguiente relación:
[ ] [ ]
[ ] [ ]
c d
c a b
C DK
A B
a A + b B c C + d D
Para:N2O4 (g) 2NO2 (g)
La constante de equilibrio es:
A determinada temperatura, por ejemplo: Kc para este equilibrio es 0,31 a 35,0 º C
2
2
2 4
[ ]
[ ]c
NOK
N O
Para: H2(g)+ I2(g) 2 HI (g)
La constante de equilibrio es:
A determinada temperatura, por ejemplo: Kc para este equilibrio es 50,5 a 448 ºC.
2
2 2
[ ]
[ ] [ ]c
HIK
H I
Consideremos la siguiente experiencia:
ExpA 100ºC
[N2O4] inicial
(mol/L)
[NO2] inicial
(mol/L)
[N2O4]
en equil(mol/L)
[NO2]
en equil(mol/L)
Kc
1 0.0 0.0200 0.0014 0.0172
3 0.0200 0.0 0.00452 0.0310
Características de Kc:
Sólo para concentraciones en el equilibrio. No depende de las concentraciones iniciales. Sólo incluye las especies acuosas o
gaseosas, pues la demás están integradas en la constante.
Su valor depende de cómo se ajuste la ecuación.
Sólo varía con la temperatura. Es un valor adimensionado.
Bibliografía consultada:
Química La Ciencia Central, novena edición, Brown, Lemay y Bursten, editorial Prentice Hall.
Química, séptima edición, G.William Daub y William S. Seese, editorial Prentice Hall.
Bases termodinámicas del equilibrio químico, Gustavo Laborde. http://materias.unq.edu.ar/qui01/silvina/filminas/equilibrio-qco-
1.ppt#290,1,Diapositiva 1 http://ufq.unq.edu.ar/Docencia-Virtual/FQ-2008/
clases_modulo2_gusp.ppt#370,68,Diapositiva 68
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