Bachiller En Ciencias

TEMA 6. EQUILIBRIO QUÍMICO
El equilibrio químico es un estado en el que no se observan cambios a medida que transcurre el tiempo.
Ello no significa que la reacción se haya parado ya que continuamente los reactivos se estan convirtiendo en productos y llegado el momento, los productos se convierten en reactivos a la misma velocidad. Es decir:
El equilibrio químico se consigue cuando existendos reacciones opuestas que tienen lugar simultáneamente a la misma velocidad.
Es importante diferenciar entre el equilibrio en términos de velocidad en el que las velocidades directa e inversa son iguales, con el equilibrio en términos de concentraciones, donde estas pueden ser, y normalmente son, distintas.
De lo anterior se puede deducir que el sistema evolucionará cinéticamente en un sentido uotro, con el fin de adaptarse a las condiciones energéticas más favorables. Cuando estas se consiguen diremos que se ha alcanzado el equilibrio (G = 0)
Constante de equilibrio
Relacionaba las concentraciones de los reactivos y productos en el equilibrio (depende
de la temperatura).
  | | > |
aA + bB < | | cC + dD |
Para una reacción genérica
Sean Vd e Vi las velovidades dereacción directa e inversa, siendo Vd = Vi por tratarse de una reacción en estado de equilibrio, se obtiene Kc, la c indica que se da en función de la concentración.
| Kd |
Kc= | | |
  | Ki |
  | [C]c.[D]d | |
Kc= | | |
  | [A]a.[B]b | | |
La Ley de acción de masas se define como:
En un proceso elemental, el producto de las concetraciones en el equilibrio de los productoselevadas a sus respectivos coeficientes estequiométricos, dividido por el producto de las concentraciones de los reactivos en el equilibrio elevadas a sus respectivos coeficientes estequiométricos, es una constante para cada temperatura llamada constante de equilibrio.
La magnitud Kc mide el grado en que se produce una reacción, asi:
* Cuando Kc > 1 indica que en el equilibrio la mayoría delos reactivos se convierten en productos.
* Cuando Kc se aproxima a infinito (es grande), en el equilibrio prácticamente solo existen los productos.
* Cuando Kc < 1, indica que cuando se establece el equilibrio, la mayoría de los reactivos quedan sin reaccionar, formándose solo pequeñas cantidades de productos.
Cociente de reacción
Es la aplicación de la ley de acción de masas para unareacción general que no haya conseguido alcanzar el equilibrio
| [C]c.[D]d |
Q= | | |
  | [A]a.[B]b |
Donde Q es el cociente de reacción y las concentraciones expresadas en él no son las concentraciones en equilibrio.
* Si Q < Kc predomina la reacción hacia la derecha, hasta llegar al equilibrio (hacia productos disminuyen los reactivos)
* Si Q = Kc el sistema está enequilibrio.
* Si Q > Kc predomina la reacción hacia la izquierda, hasta llegar al equilibrio (hacia reactivos disminuyen los productos).
Principales características del equilibrio
 El estado de equilibrio se caracteriza porque sus propiedades macroscópicas no varían con el tiempo.
 La temperatura es la variable fundamental que controla el equilibrio (aunque no existe proporcionalidaddirecta entre temperatura y constante de equilibrio)
 La Kc corresponde al equilibrio expresado de una forma determinada, de manera que si se varía el sentido del mismo, o su ajuste estequiométrico, cambia también el valor de la nueva constante.
Otras formas de expresar la constante de equilibrio
Si las especies intervinientes fueran gases en la reacción
  | | > |
aA + bB < | | cC +dD |
Obtendríamos:
| PCc.PDd |
Kp= | | |
  | PAa.PBb | |
Siendo la presión parcial en el equilibrio de la sustancia C, y asi sucesivamente.
La presión parcial se calcula:
Siendo la fracción molar, moles de una sustancia entre moles totales:
| na |
Xa = | | |
  | nT | | |
Otra manera menos frecuente de expresar la constante de equilibrio es en función de las fracciones...