Procesos quimicos
.
Concepto.
Equilibrio y energ´ıa libre.
Sistemas gaseosos.
Ley de velocidad.
´ de masas.
Ley de accion
´
Equilibrios heterogeneos.
Aplicaciones de la constante de equilibrio.
´
Cociente de reaccion.
Cambio de condiciones y equilibrio: Principio de Le Chatelier.
´
Alfredo Aguado, Departamento de Qu´ımica F´ısica Aplicada, Universidad Autonoma
de Madrid
Qu´ımicaF´ısica Aplicada, UAM
Equilibrio Material
Equilibrio material: Equilibrio de un sistema en el que no se
producen reacciones qu´ımica globales ni transferencia neta de
materia.
Se puede clasificar en:
´
Equilibrio qu´ımico (de reaccion):
Equilibrio respecto de la
´ de unas especies en otras.
transformacion
Equilibrio de fases: Equilibrio respecto al transporte de materia de
una fase a otra.
´
AlfredoAguado, Departamento de Qu´ımica F´ısica Aplicada, Universidad Autonoma
de Madrid
Qu´ımica F´ısica Aplicada, UAM
Equilibrio Qu´ımico
´
Esto significa que para una reaccion
Reactivos
Productos
´
A escala macroscopica:
las concentraciones de todos los reactivos y
productos permanencen constantes en el tiempo.
´
A escala microscopica
(molecular): las velocidades de las reacciones
´
directa einversa son iguales (equilibrio dinamico).
´
Alfredo Aguado, Departamento de Qu´ımica F´ısica Aplicada, Universidad Autonoma
de Madrid
Qu´ımica F´ısica Aplicada, UAM
Tipos de equilibrio Qu´ımico
Veremos los siguientes equilibrios qu´ımicos:
´
Reacciones acido-base.
´ de complejos.
Equilibrios de solubilidad y de formacion
´
´
Reacciones de oxidacion-reducci
on
´
Alfredo Aguado, Departamento deQu´ımica F´ısica Aplicada, Universidad Autonoma
de Madrid
Qu´ımica F´ısica Aplicada, UAM
´
Equilibrio Termodinamico
´ termodinamica
´
La condicion
de espontaneidad de un proceso en un sistema
´
a P y T constantes se expresa en terminos
de la energ´ıa libre de Gibbs:
Proceso
∆G
P y T constantes
´
Espontaneo
Equilibrio
<0
=0
imposible
>0
´
Alfredo Aguado, Departamento de Qu´ımica F´ısicaAplicada, Universidad Autonoma
de Madrid
Qu´ımica F´ısica Aplicada, UAM
´
Equilibrio Termodinamico
´
Alfredo Aguado, Departamento de Qu´ımica F´ısica Aplicada, Universidad Autonoma
de Madrid
Qu´ımica F´ısica Aplicada, UAM
Potencial qu´ımico
Potencial qu´ımico µi : Aumento de energ´ıa libre por mol de sustancia
˜
´
anadida
( o por mol de avance de la reaccion).
µi =
∂G
∂ni
= µ0i + RT ln aiP,T ,nj
Propiedad intensiva que depende de la actividad, ai , o fugacidad, fi ,
´ segun
de la especie i, relacionada con la concentracion
´ (para
sistemas ideales):
Gases ai = fi = pi /p◦
L´ıquidos ai = [i]/c ◦
(p◦ = 1 bar)
(c ◦ = 1 M)
´
Solido
o l´ıquido puro ai = [i]/[i]◦ ≈ 1 → µi = µ0i
´
Alfredo Aguado, Departamento de Qu´ımica F´ısica Aplicada, Universidad Autonoma
de Madrid
Qu´ımicaF´ısica Aplicada, UAM
´
Equilibrio Termodinamico:
ejemplo
´ de isomerizacion
´ entre la glucosa-6-fosfato
Ejemplo: La Reaccion
(Reactivo) y la fructosa-6-fosfato (Producto) esta´ catalizada por la
Glucosa-6-fosfato isomerasa:
´
´
Calculo
de ∆G de la reaccion:
0
G = nP µP + nR µR = (nP0 + ξ)µP + (nR
− ξ)µR
∂G
a
∆r G =
= µP − µR = ∆r G0 + RT ln P
∂ξ
aR
´
Alfredo Aguado, Departamento de Qu´ımica F´ısicaAplicada, Universidad Autonoma
de Madrid
Qu´ımica F´ısica Aplicada, UAM
´
Energ´ıa libre de una reaccion
´ de energ´ıa libre de una sistema reactivo:
La variacion
a A + b B + ...
d D + e E + ...
es:
∆r G = ∆r G◦ + RT ln Q
´
donde Qr es el cociente de la reaccion:
Q=
d ae · · ·
aD
E
aAa aBb · · ·
aiνi
=
i
´
Notese
que es una magnitud adimensional.
´
Alfredo Aguado, Departamento deQu´ımica F´ısica Aplicada, Universidad Autonoma
de Madrid
Qu´ımica F´ısica Aplicada, UAM
Ejemplo
´ biologica
´
Ejemplo: Consideremos la reaccion
a 37 ◦ C en la que interviene el
´
coenzima dinucleotido
de nicotinamida adenina (NAD+), presente en la
´ principal es el intercambio de electrones e
vitamina B3 y cuya funcion
´ de energ´ıa de todas las celulas:
´
hidrogeniones en la produccion...
Regístrate para leer el documento completo.