Quimica

EQUILIBRIO QUÍMICO

Nociones sobre el equilibrio químico:

Si se deja un recipiente abierto con una pequeña cantidad de agua, al cabo de un cierto tiempo esta desaparecerá, a causa de su evaporación.
Si en cambio el recipiente se lo deja cerrado, el mismo tiempo, se puede ver que el agua permanecerá en él.
En ambos casos el agua se evapora, entonces, ¿por qué en el frasco cerrado nodesaparece el agua líquida?
Lo que ocurre que así como el agua pasa del estado líquido al vapor, este fenómeno es reversible, o sea también ocurre al revés, de vapor pasa a líquido. Cuando el recipiente está cerrado ocurren los dos procesos simultáneamente. Si esto ocurre con la misma rapidez, no observaremos a simple vista cambio alguno, se dice que ese sistema esta equilibrio.
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“Un sistemacerrado está en equilibrio cuando a temperatura constante,
sus propiedades microscópicas no varían”


En los sistemas en los que intervienen reacciones químicas, también pueden alcanzar un estado de equilibrio, llamado equilibrio químico.
Por ejemplo:

El gas hidrógeno (H2) se combina con el Iodo gaseoso (I2) para formar el Hidruro de Yodo (HI), según la siguiente reacción:

H2 (gas) +I2 (gas) ( 2 HI (gas) (1)

Pero en ciertas condiciones dos moléculas del hidruro de yodo se descomponen para formar hidrógeno y yodo, o sea la reacción inversa.


2 HI (gas) ( H2 (gas) + I2 (gas) (2)

Decimos entonces que esta reacción es reversible.
Si colocamos en un recipiente cerrado Hidrógeno y Yodo, en condiciones adecuadas, se establecerá un equilibrio químico entrelas tres sustancias involucradas, que se simboliza:

H2 (gas) + I2 (gas) [pic] 2 HI (gas)

Es decir se producen las dos reacciones (1) y (2) simultáneamente, o mejor dicho, con la misma rapidez. Decimos entonces que:

“Una reacción alcanza el equilibrio químico cuando los productos se obtienen con la misma rapidez con que se consumen para formar nuevamente los reactivos”

Para que sealcance un equilibrio químico, es necesario que el sistema este cerrado, que inicialmente existan todos los reactivos o todos lo productos, o bien una mezcla de ambos y que la reacción química sea reversible.

Cuando una reacción química alcanza el equilibrio, las concentraciones de cada sustancia (reactivos y productos) permanecen constantes.












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Constante deequilibrio.

La mayoría de las reacciones químicas no se producen en su totalidad (no todos lo reactivos se transforman en productos). Parte de los productos reaccionan a su vez para dar lugar de nuevo a los reactivos iniciales. En estos casos decimos que se trata de un proceso reversible.






Variación de las concentraciones de reactivos y productos con el tiempo:
Las concentracionesde los reactivos [A] y [B] descienden hasta un momento a partil del cual se hacen constantes. Las concentraciones de los productos de la reacción aumentan hasta un momento a partir del cual se hacen constantes.

Después de un cierto tiempo, a una determinada temperatura un sistema químico homogéneo (gaseoso, o en disolución), reversible y en un solo paso, alcanza el equilibrio.

El equilibrioquímico se caracteriza porque las velocidades de formación de los productos y de los reactivos se igualan. (Las dos reacciones, directa e inversa, se están dando a igual velocidad)
Para la ecuación química general
a A + b B ( c C + d D (1)

Vd = velocidad de formación de los productos = kd [A]a . [B]b
Vi = velocidad de formación de los reactivos = ki [C]c . [D]dkd y ki son las constantes específicas de velocidad.

En el equilibrio Vd = Vi ( kd [A]a . [B]b = ki [C]c . [D]d

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[pic] (2)

La ecuación (2) se conoce como la Ley de Acción de Masas. Kc es la constante molar de equilibrio. Kc es una magnitud adimensional. Para ello las concentraciones [ ] vienen expresadas como concentraciones Molares (es decir: moles/litro) y...