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EQUILIBRIO QUIMICO


I. OBJETIVOS

Diferenciar experimentalmente eentre una reacción reversible e irreversible.
Expresar las constantes de equilibrio e interpretarlas en función al rendimiento de la reacción.
Comprobar experimentalmente el `principio de Le, Chatelier







II. MARCO TEORICO

EQUILIBRIO QUÍMICO:
Es el estado final de una reacción reversible, donde coexistenreactantes y productos por un tiempo iluminado den un sistema cerrado.
Sea la reacción reversible:
a A + b B c C + d D
El equilibrio se manifiesta a nivel macroscópico manteniendo la presión, temperatura y concentración molar de reactante y productos constante.
Representación gráfica del equilibrio químico es:







es una reacción que nunca llega a completarse, pues seproduce 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.






Constante de equilibrio (Kc)
en una reacción cualquiera:
a A + b B ↔ c C + d D
la constante Kc tomará el valor:


paraconcentraciones en el equilibrio
La constante Kc cambia con la temperatura
Nota: 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:
H2(g)+ I2(g) ↔ 2 HI (g)


el valor de KC , dada su expresión, depende de cómo se ajuste la reacción.
es decir, si lareacción anterior la hubiéramos ajustado como: ½ H2(g) + ½ I2(g) ↔ HI (g), la constante valdría la raíz cuadrada de la anterior.

Significado del valor de Kc





Constante de equilibrio (Kp)
En las reacciones en que intervengan gases es mas sencillo medir presiones parciales que concentraciones:
a A + b B ↔ c C + d D
y se observa la constancia de Kp viene definida por:vemos, pues, que Kp puede depender de la temperatura siempre que haya un cambio en el nº de moles de gases


en donde n = incremento en nº de moles de gases (nproducctos – nreactivos)
Grado de disociación ().
se utiliza en aquellas reacciones en las que existe un único reactivo que se disocia en dos o más.
es la fracción de un mol que se disocia (tanto por 1).
en consecuencia, el %de sustancia disociada es igual a 100 ·.


Relación entre Kc y .
sea una reacción aA ↔ bB + cC.
si llamamos “c” = [A]inicial y suponemos que en principio sólo existe sustancia “A”, tendremos que:
equilibrio: A ↔ B + C
concentración inicial (mol/l): c 0 0
concentración equilibrio (mol/l) c(1– ) c · c ·en el caso de que la sustancia esté poco disociada (Kc muy pequeña):  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

Modificaciones del equilibrio
si un sistema se encuentra en equilibrio (Q = Kc) y se produce una perturbación:
Principio de Le ChâtelierEl principio de Le Châtelier, postulado por Henri-Louis Le Châtelier (1850-1936), químico industrial francés, establece que:
si un sistema químico que en principio esté en equilibrio experimenta un cambio en la concentración, en la temperatura, en el volumen o en la presión parcial, variará para contrarrestar ese cambio, este principio es equivalente al de la ley de masas.

Cambio en la concentración dealguno de los reactivos o productos.

Si una vez establecido un equilibrio se varía la concentración algún reactivo o producto el equilibrio desaparece y se tiende hacia un nuevo equilibrio.
Las concentraciones iniciales de este nuevo equilibrio son las del equilibrio anterior con las variaciones que se hayan introducido.
Lógicamente, la constante del nuevo equilibrio es la misma, por lo que...