Equilibrio Químico Part 1

EQUILIBRIO QUÍMICO

Gonzalo F.

¿Qué es un equilibrio
químico?




Es una reacción que nunca llega a
completarse, pues se produce en
ambos sentidos (los reactivos
forman productos, y a su vez, éstos
forman de nuevo reactivos).
Cuando las concentraciones de
cada una de las sustancias que
intervienen (reactivos o productos)
se estabiliza se llega al EQUILIBRIO
QUÍMICO.

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Equilibriode moléculas
(H2 + I2 ⇆ 2 HI)

© GRUPO ANAYA. S.A.
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Concentraciones (mol/l)

Variación de la concentración con
el tiempo (H2 + I2 ⇆ 2 HI)
Equilibrio químico
[HI]

[I2]
[H2]
Tiempo (s)

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Reacción: H2 + I2 ⇆ 2 HI

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La constante de equilibrio


El valor de la constante de equilibrio está
relacionado con la variación de energía
libre estándar para la reacción ∆ Gº
∆Gº = -RT ln Keq
Una reacción en equilibrio se
puede representar:
aA+bB⇆cC+dD

Constante de equilibrioen relación a
las concentraciones (Kc)


la constante Kc tomará el valor:

[C ]c  [D ]d
Kc 
[ A]a  [B]b




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para concentraciones en el equilibrio
Kc cambia con la temperatura
¡ATENCIÓN!: Sólo se incluyen las especies
gaseosas y/o en disolución. Las especies
en estado sólido olíquido tienen
concentración constante y por tanto, se
integran en la constante de equilibrio.
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Ejemplo: Tengamos el equilibrio:
2 SO2(g) + O2(g) ⇆ 2 SO3(g).
Al medir las concentraciones en 5
experimentos realizados, se obtuvieron los
siguientes datos:

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Concentr. iniciales
(mol/l)

Concentr. equilibrio
(mol/l)

[SO2]

[O2]

[SO3]

[SO2]

[O2]

[SO3]

Kc

Exp 1

0,20

0,20

—

0,0300,155

0,170

279,2

Exp 2

0,15

0,40

—

0,014

0,332

0,135

280,7

Exp 3

—

—

0,20

0,053

0,026

0,143

280,0

Exp 4

—

—

0,70

0,132

0,066

0,568

280,5

Exp 5

0,15

0,40

0,25

0,037

0,343

0,363

280,6



En la reacción anterior:
2 SO2(g) + O2(g)



⇆ 2 SO3(g)

KC se obtiene aplicando la expresión:
2

[SO3 ]
KC 
2
[SO2 ]  [O2 ]
y, como se ve, es prácticamente
constante.
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Ejercicio : Escribir las expresiones de KC para
los siguientes equilibrios químicos:
a) N2O4(g) ⇆2NO2(g);
b) 2 NO(g) + Cl2(g) ⇆2 NOCl(g);
c)CaCO3(s) ⇆CaO(s) + CO2(g);
d) 2 NaHCO3(s) ⇆Na2CO3(s) + H2O(g) + CO2(g).
Kc 



a)

b)


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[NO2 ]2
[N2O4 ]



c)



d)
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Constante de equilibrio en relación a las
presiones parciales de los gases (K p)




aA+bB⇆cC+dD

Kºeq = (pCeq/p0)c(pDeq/p0)d
(pAeq/p0)a (pBeq/p0)b



Con p0 igual 1 (1bar≌ 1 atm)

A medida que la
reacción progresa,
disminuye el número
de moléculas A y B, y
aumenta en número de
moléculas C y D. Como
las sustancias C y D, no
reaccionan entre sí, la
reacción continua
hasta que las
moléculas A y B se
consumen. Este tipo de
reacción se
denomina irreversible
 . 

Si en cambio la moléculas C y
D pueden reaccionarentre sí,
la reacción avanzará hacia la
derecha mientras la
concentración de las
moléculas A y B sea
importante, a medida que
comiencen a formarse
moléculas C y D, la velocidad
de reacción disminuirá hasta
que la concentración de las
moléculas C y D sea tal que
la reacción comenzará a
desplazarse hacia la
izquierda, hasta que se
establezca un punto de
equilibrio, donde ambas
velocidades seequilibran, y
en el cual coexistirán
moléculas A, B, C y D. Este
tipo de reacciones se
denominan reversibles, y se
representan con flecha de ida
y vuelta:

KC > 10

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concentración

concentración

Significado del valor de
Kc
KC ≈ 100

tiempo

concentración

tiempo

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KC < 10-2

tiempo

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Constante de equilibrio
(Kp)
En las reacciones en que intervengan
gases es mas sencillo medir presionesparciales que concentraciones:
a A + b B ⇆c C + d D
y se observa la constancia de Kp viene
definida por:
c
d

pC  pD
KP  a
d
pA  pD

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Cociente de reacción (Q)
En una reacción cualquiera:
aA+bB⇆cC+dD
se llama cociente de reacción a:

[C ]c  [D ]d
Q
[ A]a  [B]b
Es la misma fórmula que la Kc pero las
concentraciones no tienen porqué
ser las del equilibrio.
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Cociente...