Equilibrio quimico

Equilibrio químico
Contenidos
TEMA 3 1.- Concepto de equilibrio químico 2.- Ley de acción de masas. KC 3.- Cociente de reacción

Equilibrio químico

4.- Equilibrios heterogéneos: precipitación y solubilidad 5.- Equilibrios ácido-base

¿Qué es un equilibrio químico?
H2 + I2 ß 2 HI à
Reacciones reversibles

Reacción: H2 + I2 ? 2 HI

H2

HI

I2

Variación de las concentracionescon el tiempo (H2 + I2 ? 2 HI)
Concentraciones (mol/l) Equilibrio químico [HI]

¿Qué es un equilibrio químico?
n Es una reacción reversible , es decir, que

[I2] [H2] Tiempo (s)
moles H2 x moles I2 = constante (moles HI) 2

se produce en ambos sentidos (los reactivos forman productos, y a su vez, éstos forman de nuevo reactivos). n Cuando las concentraciones de cada una de las sustanciasque intervienen (reactivos o productos) se mantienen constantes, es decir, ya no varían con el tiempo, se dice que la reacción ha alcanzado el EQUILIBRIO QUÍMICO

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Constante de equilibrio (Kc)
n En una reacción cualquiera:

Constante de equilibrio (Kc)
n En la reacción anterior:

aA+bB? cC+dD la constante Kc tomará el valor:

H2(g)+ I2(g) ? 2 HI (g)
Ley de acción de masas

Kc =[C ] × [D] [ A]a × [B]b
c d

Kc =

[HI ]2 [H 2 ] × [I 2 ]

n El valor de KC, dada su expresión, depende

n para concentraciones en el equilibrio n La constante Kc cambia con la temperatura n Sólo se incluyen las especies gaseosas y/o en

de cómo se ajuste la reacción.
n ½ H2(g) + ½ I2(g) à HI (g), la constante

disolución. Las especies en estado sólido o el agua tienen concentraciónconstante y por tanto, se integran en la constante de equilibrio.

valdría la raíz cuadrada de la anterior. [HI] Kc = [H2] 1/2 [I2]1/2

Cociente de reacción (Q)
n En una reacción cualquiera:

Cociente de reacción (Q)
En una reacción cualquiera: a A + b B ? c C + d D
n Si Q = Kc entonces el sistema

aA+bB ? cC+dD se llama cociente de reacción a:

está en equilibrio
n Si Q < Kc elsistema evolucionará

Q=

Q=

[C]c × [D] d [ A]a × [B]b

n Tiene la misma fórmula que la Kc pero a

diferencia que las concentraciones no tienen porqué ser las del equilibrio.

hacia la derecha, es decir, aumentarán las concentraciones de los productos y disminuirán las de los reactivos hasta que Q se iguale con Kc n Si Q > Kc el sistema evolucionará hacia la izquierda, es decir,aumentarán las concentraciones de los reactivos y disminuirán las de los productos hasta que Q se iguale con Kc

c [C ] ×[ D]d [ A] a × [B ] b d [C ]c ×[ D]eq eq [ A]a × B] b [ eq eq

Kc =

Ejemplo: En un recipiente de 3 litros se introducen 0,6 moles de HI, 0,3 moles de H2 y 0,3 moles de I2 a 490ºC. Si Kc = 0,022 a 490ºC para 2 HI(g) ? H2(g) + I 2(g) a) ¿se encuentra en equilibrio?; b) Caso de noencontrarse, ¿cuantos moles de HI, H2 e I2 habrá en el equilibrio?

Ejemplo: En un recipiente de 3 litros se introducen 0,6 moles de HI, 0,3 moles de H2 y 0,3 moles de I2 a 490ºC. Si Kc = 0,022 a 490ºC para 2 HI(g) ? H2(g) + I 2(g) a) ¿se encuentra en equilibrio?; b) Caso de no encontrarse, ¿cuantos moles de HI, H2 e I2 habrá en el equilibrio?

a) [H2] · [I 2] 0,3/3 · 0,3/3 Q = —————— = —————— =0,25 [HI]2 (0,6/3)2

Equilibrio: 2 HI(g) à Moles iniciales: 0,6 - Moles reaccionan: --2x + Moles formados: Moles equil. 0,6 + 2 x

I2(g) + 0,3 x --0,3 – x

H2(g) 0,3 x --0,3 – x

Como Q > Kc el sistema no se encuentra en equilibrio y la reacción se desplazará hacia la izquierda.

x 0,3 – x 0,3 [H2] · [I0,6 + 2(0,3-x)/3 · (0,3-x)/3 – x 2] KC = —————— = ————————— = conc. eq(mol/l)2 ———————— ————0,022 [HI] 3 (0,6+2x/3)2 3 3 x = 0,16 [I 2] = [H2] = 0.14 / 3 = 0,0467 mol/L [HI] = 0,92 / 3 = 0,3067 mol/L

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Equilibrios heterogéneos
n Se habla de reacción homogénea cuando tanto

Equilibrios de precipitación
n Son reacciones de equilibrio heterogéneo sólido-

reactivos como productos se encuentran en el mismo estado físico. En cambio, si entre las sustancias que...