libro utopia

EQUILIBRIO QUÍMICO



Profesor: Fernando Urbicain



Introducción: Algunos conceptos sobre Cinética química

Para comprender mejor qué es el equilibrio químico es conveniente ver primero los conceptos básicos de cinéticaquímica, es decir, el estudio de la velocidad de las reacciones químicas.

Cuando dos o más sustancias en solución o en fase gaseosa reaccionan entre sí para formar uno o más productos, sus concentraciones varían al transcurrir el tiempo: las concentraciones de los reactivos disminuyen y las de los productos aumentan.
Consideremos una reacción en la cual las sustancias A y B reaccionan dando lasustancia C:
A + B  C (1)
A medida de que se produce la reacción, las concentraciones de A y B disminuyen y la concentración de C aumenta.

La velocidad de una reacción se define como el cociente entre la variación de concentración de un reactivo o producto (C) y el intervalo de tiempo (t) en el cual se produjo dicha variación deconcentración.

Simbólicamente:
V = C
t

Para la ecuación vista antes (ecuación 1) tendremos:

V = CA = CB = CC
t t t

Lo más frecuente es medir las concentraciones en moles/dm3 de SN (molaridad) y el tiempo en segundos (s); por lo tanto la velocidad queda expresada en
moles/dm3moles
=
s dm3 . s

Por ejemplo, si la velocidad fuera V = 3 moles de A significa que por cada
segundo desaparecen
dm3 . s 3 moles de la sustanciaA por cada dm3 de SN



Puede derivarse una expresión muy útil para la velocidad de una reacción a partir de la denominada Ley de acción de las masas, la cual establece que la velocidad de una reacción es directamente proporcional al producto de la concentraciones molares de los reactivos, elevadas a unapotencia que es igual al número de moles que aparecen en la ecuación balanceada.

Así para la reacción aA + bB  cC + dD (a=Nro de moles de la sustancia A,
b=Nro de moles de la sustancia B,
etc)

tendremos que
V =k .  A  a .  B  b (2) (el corchete se utiliza para representar
concentraciones molares)

k es una constante de proporcionalidad llamada constante específica de velocidad.

Es importante recalcar que la expresión (2) es válida sólo para sustancias en solución o en fase gaseosa. Esto se debe a que siuna sustancia está en estado sólido o como líquido puro, entonces su concentración no variará, o sea que se mantendrá constante a través del tiempo.

Por ejemplo, para la reacción 2H2(g) + O2(g)  2H2O(v)

Tendremos que V = k .  H2  2 .  O2 



Equilibrio químico


Si en un recipiente cerrado introducimos 1 mol de H2 gaseoso (incoloro) y 1 mol de I2 gaseoso (violeta) y calentamosel recipiente a una temperatura de 445o C, observaremos que a medida de que pasa el tiempo el intenso color violeta del contenido del recipiente va disminuyendo. Esto se debe a que se va formando ioduro de hidrógeno gaseoso que es incoloro: HI(g).
La reacción que se ha producido es la siguiente:
I2(g) + H2(g) ...