LeChatelier

El equilibrio químico representa un balance entre las relaciones directa e inversa. En la mayoría de los casos, este balance es muy delicado. Los cambios en las condiciones experimentales pueden alterar el balance y desplazar la posición del equilibrio para hacer que se forme mayor o menor cantidad de producto deseado. Por ejemplo, cuando se dice que la posición de equilibrio se desplaza a laderecha. Las variables que se pueden controlar en forma experimental son concentración, presión, volumen y temperatura. A continuación se estudiara la forma en que cada una de estas variables afecta al sistema de reacción en equilibrio; además, se analizara el efecto de un catalizador sobre el equilibrio.
 
PRINCIPIO DE LE CHATELIER
Existe una regla general que ayuda a predecir la dirección en laque se desplazara una reacción en equilibrio cuando hay un cambio de concentración, presión, volumen o temperatura. Esta regla, conocida como principio de le Chatelier, establece que si se aplica una tensión externa a un sistema en equilibrio, el sistema se ajusta dé tal manera que se cancela parcialmente dicha tensión. El termino”tensión” significa un cambio de concentración, presión, volumen otemperatura que altera el estado del equilibrio de un sistema. El principio de le Chatelier se utiliza para valorar los efectos de tales cambios.
 
CAMBIOS EN LA CONCENTRACIÓN
 
El tiocianato de hierro(III) se disuelve fácilmente en agua y da como resultado una disolución de color rojo debido a la presencia del Ion FeSCN2+ hidratado. El equilibrio entre el Ion FeSCN2+ no disociado y los iones Fe3+ ySCN- esta dado por
 
FeSCN2+(ac) Fe3+(ac) + SCN-(ac)
Rojo Amarillo incoloro
 
¿Que sucede cuando se agrega tiocianato de sodio(NaSCN) a esta disolución? En este caso, la tensión aplicada al sistema en equilibrio es un aumento en la concentración de SCN- (debido a la disociación de NaSCN). Para contrarrestar esta tensión, algunosiones Fe+3 reaccionan con los iones SCN- añadidos y el equilibrio se desplaza de derecha a izquierda:
 
FeSCN2+(ac) Fe3+(ac)+SCN-(ac)
 
Por consiguiente, el color rojo de la disolución se vuelve más intenso. Del mismo modo, si se agrega nitrato de hierro(III) a la disolución original, el color rojo también se acentúa porque los iones Fe+3 adicionales, provenientes del Fe(NO3)3,desplazaran el equilibrio hacia el lado izquierdo.
 
Suponga ahora que se agrega algo de ácido oxálico (H2C2O4) a la disolución original. El ácido oxálico se ioniza en agua y forma el Ion oxalato C2O2-4, que se une fuertemente a los iones Fe3+. La formación del Ion amarillo estable, Fe(C2O4)3-3, remueve a los iones Fe3+ libres en la disolución. En consecuencia, se disocian mas unidades de FeSCN2+y el equilibrio se desplaza hacia la derecha:
 
FeSCN2+(ac) Fe3+(ac)+SCN-(ac)
 
La disolución roja se volverá amarilla debido a la formación de los iones Fe(C2O4)3-3.
Este experimento demuestra que todos los reactivos y productos se encuentran en equilibrio en el sistema de reacción. Además, al aumentar las concentraciones de los productos (Fe3+ o SCN-) elequilibrio se desplaza hacia la izquierda, y al disminuir la concentración del producto Fe3+, el equilibrio se desplaza hacia la derecha. Estos resultados son los que predice el principio de le chatelier.
 
CAMBIOS EN EL VOLUMEN Y LA PRESIÓN
 
Al examinar de nuevo la ecuación
 
PV=nRT
 
Se puede notar que P y V se relacionan en forma inversa: a mayor presión menor volumen, y viceversa. Observetambién que el termino (n/V) es la concentración del gas en mol/litro, y varia directamente con la presión.
Suponga que el sistema en equilibrio
N2O4(g) 2NO2(g)
 
Esta dentro de un cilindro acoplado a un embolo móvil. ¿Qué pasaría si se aumenta la presión de los gases empujando el embolo a temperatura constante?...