equilibrio quimico

¿QUÉ ES UN EQUILIBRIO QUÍMICO?
Es una reacción que nunca llega a completarse, pues se produce simultáneamente en ambos sentidos (los reactivos forman productos, y a su vez, éstos forman de nuevo reactivos). Es decir, se trata de un equilibrio dinámico.
Cuando las concentraciones de cada una de las sustancias que intervienen (reactivos o productos) se estabiliza, es decir, se gastan a la mismavelocidad que se forman, se llega al EQUILIBRIO QUÍMICO.


LEY DE ACCIÓN DE MASAS. CONSTANTE DE EQUILIBRIO (KC)
Para una reacción cualquiera  (a A + b B + .... Á c C + d D + ...)  se define la constante de equilibrio (KC) de la siguiente manera:

Siendo las concentraciones medidas en el equilibrio (no confundir con las concentraciones iniciales de reactivos y productos).
Se denominaconstante de equilibrio, porque se observa que dicho valor es constante (dentro un mismo equilibrio) si se parte de cualquier concentración inicial de reactivo o producto.
En la reacción anterior: H2(g)+ I2(g) Á 2 HI (g)

El valor de KC, dada su expresión, depende  de cómo se ajuste la reacción. Es decir, si la reacción anterior la hubiéramos ajustado como: ½ H2(g) + ½ I2(g) Á HI (g), la constantevaldría la raíz cuadrada de la anterior.
La constante KC cambia con la temperatura.
¡ATENCIÓN!: Sólo se incluyen las especies gaseosas y/o en disolución. Las especies en estado sólido o líquido tienen concentración constante, y por tanto, se integran en la constante de equilibrio.
Ejemplo:
Tengamos el equilibrio: 2 SO2(g) + O2(g) Á 2 SO3(g). Se hacen cinco experimentos en los que se introducendiferentes concentraciones iniciales de ambos reactivos (SO2 y O2). Se produce la reacción y una vez alcanzado el equilibrio se miden las concentraciones tanto de reactivos como de productos observándose los siguientes datos:
 
Concentr. iniciales (mol/l)
Concentr. equilibrio (mol/l)
 
 
[SO2]
[O2]
[SO3]
[SO2]
[O2]
[SO3]
Kc
Exp 1
0,200
0,200
—
0,030
0,115
0,170
279,2
Exp 20,150
0,400
—
0,014
0,332
0,135
280,1
Exp 3
—
—
0,200
0,053
0,026
0,143
280,0
Exp 4
—
—
0,700
0,132
0,066
0,568
280,5
Exp 5
0,150
0,400
0,250
0,037
0,343
0,363
280,6
Kc se obtiene aplicando la expresión:

Significado del valor de Kc

CONSTANTE DE EQUILIBRIO (KP). RELACIÓN CON KC.
En las reacciones en que intervengan gases es mas sencillo medir presiones parcialesque concentraciones. Así en una reacción tipo: a A + b B Á c C + d D, se observa la constancia de  Kp viene definida por:

En la reacción: 2 SO2(g) + O2(g) Á 2 SO3(g)

De la ecuación general de los gases: se obtiene:


Vemos, pues, que KP puede depender de la temperatura siempre que haya un cambio en el nº de moles de gases

donde n = incremento en nº de moles de gases (nproductos –nreactivos)
Ejemplo:
Calcular la constante Kp a 1000 K en la reacción de formación del amoniaco vista anteriormente. (KC = 1,996 ·10–2 M–2)
N2(g)  +  3 H2(g) Á 2 NH3(g)
n = nproductos – nreactivos = 2 – (1 + 3) = –2
KP = Kc x (RT)n =1,996 x 102 mol2·l2 (0,082 atmxl x·mol1xK1 x1000 K)2


MAGNITUD DE KC Y KP.
El valor de ambas constantes puede variar entre límites bastante grandes:Ejemplos:
 H2(g)  +  Cl2(g) Á 2 HCl(g) ;      Kc  (298 K) = 2,5 x 1033 
La reacción está muy desplazada a la derecha (en realidad se puede sustituir el símbolo Á  por ).
 H2(g)  +  I2(g) Á 2 HI(g);             Kc  (698 K) = 55,0
Se trata de un verdadero equilibrio (hay concentraciones apreciables de reactivos y productos).
 N2(g)  +  O2(g) Á 2 NO (g);        Kc  (298 K) = 5,3 x 10–31
Lareacción está muy desplazada a la izquierda, es decir, apenas se forman productos.
GRADO DE DISOCIACIÓN ().
Se utiliza en aquellas reacciones en las que existe un único reactivo que se disocia en dos o más moléculas más pequeñas.
Es la fracción de un mol que se disocia (tanto por 1). En consecuencia, el % de sustancia disociada es igual a 100·.
Ejemplo:
En un matraz de 5 litros se introducen 2...