Equilibrio quimico

EQUILIBRIO QUÍMICO
Concepto de equilibrio químico
Naturaleza dinámica del equilibrio químico
Constante de equilibrio y cociente de reacción
Tipos de equilibrios químicos
Principio de Le Chatelier

CONCEPTO DE EQUILIBRIO QUÍMICO
CAMBIOS FÍSICOS

CAMBIOS QUÍMICOS

Disoluciones

Reacciones químicas

Soluto + disolvente  disolución

A+BC+D

REACCIONES NO REVERSIBLESREACCIONES REVERSIBLES

Físicas

NaCl  Na + + Cl -

Azul de metileno en agua

Químicas

2 H2 + O2  2 H2O

H2 (g) + I2 (g)  2 HI (g)
N2O4 (g)  2 NO2 (g)
EQUILIBRIO QUÍMICO

REACCIONES NO REVERSIBLES
NaCl  Na + + Cl -

Proceso de disolución de un sólido iónico en agua: a) la sustancia sólida es
hidratada por el agua, los oxígenos del agua se orientan hacia los cationes ylos hidrógenos hacia los aniones. b y c) a medida que avanza el proceso de
disolución los iones son separados de la superficie sólida y están totalmente
en disolución.

Disolución en la que hay un exceso de soluto. En
este caso los iones de la superficie del sólido están
continuamente pasando a la disolución y viceversa,
los iones en disolución se depositan en la superficie
del sólido.
Enel equilibrio los dos procesos ocurren a la misma
velocidad.

REACCIONES REVERSIBLES
N2O4 (g)  2 NO2 (g)

N2O4 gris
NO2 rojo

El N2O4 congelado es incoloro. Al calentarlo comienza a disociarse en NO2 gaseoso
de color pardo. Con el tiempo el color deja de cambiar, cuando la velocidad a la
que se produce cada sustancia es la misma, en el equilibrio.

CARACTERÍSTICAS DEL EQUILIBRIOQUÍMICO:
R  P
- Propiedades macroscópicas invariables a una
temperatura constante
- La temperatura ha de mantenerse constante
- Tiene lugar en sistemas cerrados
- Proceso reversible
- Carácter dinámico: continuos cambios en ambos
sentidos pero a la misma velocidad
- No se alcanza instantáneamente
- Se puede alcanzar partiendo de distintas cantidades de
reactivos
- El balance finaltermodinámico es el mismo si la
presión, temperatura y concentraciones iniciales son
las mismas

NATURALEZA DINÁMICA DEL
EQUILIBRIO QUÍMICO
Considerando la ecuación simple: a A (g)  b B (g)
- Al inicio de la reacción solo tenemos A, que va reaccionando para dar lugar
a B. Al haber alta concentración de A, su velocidad de desaparición es alta y
por tanto la formación de B también los es.
-La concentración de A va disminuyendo y la de B aumentando, por lo que la
velocidad de formación de B (reacción directa) va disminuyendo y la
velocidad de formación de A (reacción inversa) va aumentando.
- Al cabo de cierto tiempo las velocidades de la reacción directa y la inversa se
igualan, cuando se alcanza el equilibrio.

Reacción directa: A  B; Velocidad directa = Vd = kd [A]aReacción inversa: B  A; Velocidad inversa = Vi = ki [B]b
Conforme transcurre el tiempo Vd disminuye y Vi aumenta hasta que Vd = Vi,
alcanzándose el equilibrio dinámico.

En el equilibrio: Vd = Vi
Por tanto: kd [A]a = ki [B]b
De lo que se deduce que kd/ki = [B]b / [A]a = Kc = constante de equilibrio

Cualquier reacción química reversible en estado de equilibrio a una temperatura
determinadacumple la ley del equilibrio químico o ley de acción de masas:
“El producto de las concentraciones molares de los productos de reacción, elevadas
cada una de ellas al exponente que respectivamente indica el coeficiente de cada
sustancia en la reacción química balanceada (coeficientes estequiométricos), dividido
por el producto de las concentraciones molares de las sustancias reaccionantes,elevadas cada una de ellas al exponente que indica el coeficiente correspondiente a la
sustancia en la ecuación balanceada, es una constante para cada temperatura
denominada constante de equilibrio.”
Para una reacción más compleja:

CONSTANTE DE EQUILIBRIO
-

Es característica de cada reacción.
Varía con la temperatura.
Es adimensional.
Depende de los coeficientes estequiométricos...