Equilibrio-Constante de equilibrio

Tema II
Programa de la Asignatura
Química Analítica
Concepto de equilibrio
Ley de acción de masas
Significado de la constante de equilibrio
Reacciones analíticas más comunes

Técnico Superior en Química Industrial
Año 2015

Concepto de Equilibrio Químico
 El equilibrio químico es un estado
de un sistema reaccionante en el que
no se observan cambios a medida
que transcurre el tiempo, a pesar deque la reacción sigue.

¿Significa esto que realmente
la reacción se ha parado?
 Evidentemente no, una reacción en
equilibrio es un proceso dinámico en
el que continuamente los reactivos se
están convirtiendo en productos y los
productos se convierten en reactivos;
cuando lo hacen a la misma velocidad
nos da la sensación de que la
reacción se ha paralizado.

• Es decir, el equilibrio químico seestablece cuando existen
dos reacciones opuestas que tienen lugar simultáneamente a
la misma velocidad.

• Cuando ambas
velocidades se
igualan,
se considera que
el sistema
está en equilibrio.

Energía de Gibbs
 El sistema evolucionará
cinéticamente, en uno u otro sentido,
con el fin de adaptarse a las
condiciones energéticas más
favorables. Cuando éstas se consigan,
diremos que se ha alcanzadoel
equilibrio, esto es, ΔG = 0.

Sistema en equilibrio
 En un sistema en
equilibrio se dice que
el mismo se
encuentra desplazado
hacia la derecha si
hay más cantidad de
productos (C y D)
presentes en el
mismo que de
reactivos (A y B), y se
encontrará
desplazado hacia la
izquierda cuando
ocurra lo contrario.

Constante de equilibrio
 Guldberg y Waage, en 1864,
encontraron, de una formaabsolutamente experimental, la ley
que relacionaba las concentraciones
de los reactivos y productos en el
equilibrio.

Ley de Acción de Masas, LAM
«En un proceso elemental, el producto de las
concentraciones en el equilibrio de los
productos elevadas a sus respectivos
coeficientes estequiométricos, dividido por el
producto de las concentraciones de los
reactivos en el equilibrio elevadas a susrespectivos coeficientes estequiométricos,
es una constante para cada temperatura,
llamada constante de equilibrio».

Constante de equilibrio
Así pues, si tenemos un equilibrio de la forma:

La velocidad de la reacción directa o hacia la
derecha, si es un proceso elemental, será:

Mientras que, para la reacción inversa, vale:

Constante de equilibrio
En las expresiones anteriores, Kd y Ki son lasconstantes de
velocidad específicas para ambas reacciones, derecha e izquierda
respectivamente. Como, por definición, ambas velocidades son
iguales en el equilibrio vd = vi, se cumple que:

Pasando ambas constantes al mismo lado, y las concentraciones
al otro:

Constante de equilibrio
Como a la temperatura a la que se ha realizado el
proceso Kd y Ki es constante, se puede escribir
que:

Esta constante,Kc, es la que se denomina
«constante de equilibrio».

Constante de equilibrio
La magnitud Kc mide el grado en que se
produce una reacción, así:
• Cuando Kc > 1, en el equilibrio la mayoría
de los reactivos se convierten en productos.
• Cuando Kc = ∞, en el equilibrio prácticamente
sólo existen los productos.
• Cuando Kc < 1, indica que, cuando se
establece el equilibrio, la mayoría de losreactivos quedan sin reaccionar, formándose
sólo pequeñas cantidades de productos.

Cociente de reacción
La expresión de la Ley de Acción de Masas para una
reacción general que no haya conseguido alcanzar el
Equilibrio se escribe como:

Donde Q es el llamado cociente de reacción y las
Concentraciones expresadas en él no son las
concentraciones en el equilibrio.

Cociente de reacción
 Conocido el valorde Kc, podemos
conocer el estado
de la reacción
calculando, si es
posible, el valor de
Q. De esta forma
se puede
determinar si
hemos alcanzado o
no el equilibrio.

Características del
equilibrio
 El estado de equilibrio se caracteriza porque
sus propiedades macroscópicas (concentración
de reactivos y productos, presión de vapor,
etc.) no varían con el tiempo.
 El estado de equilibrio no...