Ley Y Accion De Masas

Ley de acción de masas: Equilibrio Químico
I.Q. Carlos Josué Herrera Guzmán

En 1879, Guldberg y Waage formularon la generalización conocida con el nombre de la ley de acción de masas: la velocidad de reacción es proporcional a las masas activa de las sustancias reaccionantes. esta ley es la base de muchos principios y procedimientos importantes de diferente ramas de la química; en químicaanalítica, teórica y práctica, es esencial un conocimiento completo de esta ley y de sus aplicaciones. Si tenemos una reacción representada por: A+B→C+D (1)

La velocidad R de la reacción entre A y B es proporcional a las actividades de A y B. Matemáticamente, una proporcionalidad se convierte en una igualdad introduciendo la constante de porpocionalidad. Una formulación matemática de la ley deacción de masas para la reacción entre A y B es: R = kaAaB (2)

En que k es la constante de velocidad de la reacción. Si la reacción es reversible, A+B ⇔ C+D (3)

La velocidad de la reacción directa (de izquierda a derecha) puede representarse por: R1 = k1aAaB (4) Y la de la reacción inversa por R2 = k2aCaD (5) En que k1 y k2 son las constantes de velocidad respectiva de la reacción directa y dela inversa. Si A y B se ponen en contacto en condiciones adecuadas para que reaccionen, la reacción directa es rápida al principio, debido a las actividades relativamente altas de A y B. A medida que la reacción progresa, las actividades de A y B disminuyen por irse transformando en C y D y la velocidad de la reacción directa desciende. La velocidad de la reacción inversa, inicialmente creo por noexistir ni C ni D, se va haciendo mayor a medida que se forman C y D. como resultado de la disminución de la velocidad de la reacción directa y del aumento de la velocidad de la reacción inversa, llegará un momento en que ambas velocidades son iguales, R1 = R2, y el sistema habrá alcanzado una situación de equilibrio. De las ecuaciones 2 y 3 se deduce entonces k1aAaB = k2aCaD (6)

si la razónde dos constantes es también constante, entonces:

a a k Keq = 1 = C D k2 a AaB

(7)

Keq se conoce como constante de equilibrio de la reacción representada por la ecuación 3. El estado de equilibrio del sistema puede alcanzarse en dirección contraria partiendo de C y D C+D ⇔ A+B La constante de equilibrio vendría dada por (8)

k K ' eq = 2 = k1

a AaB (9) aC a D

K’eq es la constantepara la reacción escrita tal como indica la ecuación 8. Las dos constantes de equilibrio son recíprocas, es decir, Keq = 1/K’eq. En la formulación de la constante de equilibrio, las sustancias que aparecen como productos (a la derecha de las flechas de la reacción) se colocan en el numerador, y las sustancias que aparecen como reactivos (a la izquierda de las flechas) se colocan en el denominador.Así, las ecuaciones 3 y 8 representan sistemas idénticos en equilibrio, pero las constantes de equilibrio de estas reacciones son recíprocas, debido a la forma en que se escriben las ecuaciones. Cuando intervienen en la reacción más de una molécula de la misma sustancia, 2A + B → C, la ecuación de la velocidad de reacción es: R = kaAaAaB = kaA2aB En el caso general representado por la ecuación mA+ nB ⇔ rC + sD (11) (10)

en que m, n, r y s son los números de moléculas de A, B, C y D, respectivamente, la expresión de la constante de equilibrio es:

Keq =

r s aC a D n a maB A

(12)

al considerar constantes de equilibrio se adoptan patrones arbritarios y se les asigna un valor de actividad de unidad y tanto para sólidos puros, gases y

solutos en disolución se tiene unaactividad unidad a 1atm. La relación entonces de a = Cf (13)

en el que f, es el coeficiente de actividad, que es un número (normalmente menor que la unidad) por el que debe multiplicarse la concentración C para obtener la actividad a. el estado patrón es la concentración que, multiplicada por su coeficiente de actividad, da la unidad como producto. Teniendo en cuenta la definición de actividad, de...