Introduccion al equilibrio quimico

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UNIDAD V. INTRODUCCIÓN A SOLUCIONES Y EQUILIBRIO QUÍMICO


INTRODUCCIÓN

El equilibrio químico es un estado de un sistema reaccionante en el que no se observan cambios a medida que transcurre el tiempo, a pesar de que la reacción sigue.
En la mayoría de las reacciones químicas los reactivos no se consumen totalmente para obtener los productos deseados, sino que, por el contrario, llega unmomento en el que parece que la reacción ha concluido. Podemos comprobar, analizando los productos formados y los reactivos consumidos, que la concentración de ambos permanece constante. ¿Significa esto que realmente la reacción se ha parado? Evidentemente no, una reacción en equilibrio es un proceso dinámico en el que continuamente los reactivos se están convirtiendo en productos y los productosse convierten en reactivos; cuando lo hacen a la misma velocidad nos da la sensación de que la reacción se ha paralizado.
Es decir, el equilibrio químico se establece cuando existen dos reacciones opuestas que tienen lugar simultáneamente a la misma velocidad.
Esto, en términos de velocidad, se puede expresar:

aA+ bB cC+ dD

Vd = velocidad de formación de losproductos.
Vi = velocidad de descomposición de los productos.

Cuando ambas velocidades se igualan, se considera que el sistema está en equilibrio.

LEY DE ACCIÓN DE MASAS

La ley de acción de masas (LAM, llamada así debido a que en los inicios de la química científica la concentración fue denominada masa activa) es una generalización de la expresión de la constante de equilibrio para cualquiertipo de reacciones. La expresión de esta ley fundamental fue propuesta en 1864 por los químicos noruegos Cato Maximillian Guldberg (1836-1902) y Peter Waage (1833-1900), basándose en el estudio experimental de numerosas reacciones reversibles y en los trabajos del químico francés Claude Louis Berthellot (1748-1822) sobre la cinética de las reacciones químicas.

Consideremos una reacciónreversible general:


Donde A y B son los reactivos, C y D son los productos y a y b y d son los coeficientes estequiométricos en la ecuación química balanceada.
Según ley del equilibrio químico o la ley de acción de masas o las concentraciones en una mezcla en equilibrio están relacionadas por la siguiente ecuación de equilibrio:


Para cualquier proceso químico en equilibrio, a unatemperatura determinada, se cumple que el cociente entre las concentraciones molares (moles/l) de los productos y de los reactivos, elevadas a sus respectivos coeficientes estequiométricos, es una constante que depende de la temperatura, llamada constante de equilibrio denotada como: el subíndice c indica que las cantidades de los reactivos y de los productos están expresadas como concentracionesmolares.
Así, la constante de equilibrio es un número obtenido al multiplicar las concentraciones molares en el equilibrio de todos los productos y dividiendo esto por el producto de las concentraciones molares en el equilibrio de todos los reactivos elevados a la potencia de sus coeficientes estequiométricos respectivos.
Con independencia de de las concentraciones individuales en el equilibrio enun particular experimento químico, la constante de equilibrio para una reacción química a una temperatura particular siempre tiene el mismo valor.
La constante de equilibrio puede simbolizarse también por , expresa en función de las presiones (en atmósferas) de los gases, considerados ideales, que intervienen en un sistema homogéneo en estado gaseoso.
La constante de equilibrio nos indica en quesentido se desplaza la reacción. Expresa la tendencia de los reactivos a convertirse en productos y viceversa. Está relacionada con la variación de la energía de la reacción que nos indica su espontaneidad.

PRINCIPIO DE LE CHATELIER

El Principio de Le Chatelier se puede enunciar de la siguiente manera: Si en un sistema en equilibrio se modifica algún factor (presión, temperatura,...
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