Equilibrio quimico

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Equilibrio químico

Una vez iniciada cualquier reacción química pueden presentarse dos situaciones diferentes: la reacción se desarrolla hasta el agotamiento de los reactivos o bien transcurrir hasta un punto en el que, aun cuando existan reactivos en cierta cantidad, la reacción, aparentemente, se detiene. Que el comportamiento sea de una u otra forma dependerá de la constante de equilibrio dela reacción, cuando ésta es muy grande y la reacción ocurre hasta el agotamiento del reactivo que se halla en menor proporción, nos hallamos en el caso de las reacciones irreversibles, el segundo caso es el de las reacciones reversibles en el que la reacción llega a un estado de equilibrio.

A pesar de que un sistema químico en equilibrio parece que no se modifica con el tiempo, esto nosignifica que no está ocurriendo ningún cambio. Inicialmente, los reactivos se combinan para formar los productos, pero llega un momento en que la cantidad de producto es lo suficientemente grande para que estos productos reaccionen entre sí volviendo a formar los reactivos iníciales. De esta manera transcurren simultáneamente dos reacciones: directa e inversa.

El equilibrio se alcanza cuando losreactivos se transforman en productos con la misma velocidad que los productos vuelven a transformarse en reactivos. Velocidad de reacción directa igual a velocidad de reacción inversa.

El equilibrio químico es una situación que se produce en el estado final de muchos sistemas químicos en reacción.

Podemos entender fácilmente que si en una reacción entre varias sustancias (reactivos) una deellas se agota, todo el proceso finaliza. Al analizar la composición del resultado, encontraremos cierta cantidad de producto, junto con unos residuos de reactivos que no han podido intervenir en el fenómeno. Esto se evita si iniciamos la reacción usando cantidades estequiométricas (justas) de los reactivos, de modo que todos se agoten a la vez. ¡Pero en muchas ocasiones esto no sucede!. Por esoaparece el concepto de reactivo limitante ó limitador.

Por otra parte, debemos atender a la termodinámica del sistema en reacción.

Todos los materiales disponen de una dosis de energía. Un estudio muy somero de esta cualidad nos llevaría a hablar de entalpía libre de la sustancia, lo que se llama también función (o potencial) de Gibbs, propiedad que se representa por G.

En realidad, Grepresenta la operación H - T.S, donde H significa la energía (interna), T es la temperatura soportada y S indica el grado de desorden molecular (también llamado "entropía").

Si tenemos (en general) un sistema de sustancias que evoluciona de un estado termodinámico "1" a otro estado "2", en el proceso habrá un cambio de entalpía libre dado por G2-G1. Al tratarse de una reacción química, tendríamos queescribir G(productos)-G(reactivos).

Y las reacciones químicas "posibles" transcurren con disminución de entalpía libre, de forma que el estado "final" tenga menos G que el estado inicial.

En muchas reacciones, el sistema evoluciona de tal forma que se alcanza un punto en el cual su composición química corresponde a un nivel con un mínimo de G. ¡Eso es lo que llamamos equilibrio químico!.Por consideraciones cinéticas o por un camino termodinámico, se puede deducir un parámetro, característico de la reacción y de su temperatura de operación, que se denomina constante de equilibrio. Un método bastante fácil de hallar esa constante consiste en considerar las ecuaciones cinéticas, para la velocidad de la reacción de izquierda a derecha y para la velocidad de reacción de derecha aizquierda. En el momento de equilibrio ambas velocidades se igualan.

Así, para una reacción del tipo xA + yB [pic]vC + zD tendríamos que v1 = k1.[A]x.[B]y y v2 = k2.[C]v.[D]z

Si v1 = v2, haríamos k1.[A]x.[B]y = k2.[C]v.[D]z

Dos químicos noruegos, en 1863, Guldberg y Waage (que, por cierto, eran cuñados), tuvieron la idea de hacer el cociente [pic], y a esa relación la denominaron "constante...
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