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EQUILIBRIO QUÍMICO

CONTENIDOS
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Concepto de equilibrio químico
Características del equilibrio
Constante de equilibrio
Tipos de equilibrio
Principio de Le Chatelier

Prof: Antonio Huamán. N

¿ QUÉ ES UN EQUILIBRIO
QUÍMICO?


Es una reacción que nunca llega a completarse,
pues se produce en ambos sentidos ( los reactantes
forman productos, y a su vez, éstos forman de
nuevo losreactantes)



Cuando las concentraciones de cada una de las
sustancias que intervienen (reactantes y productos)
permanecen constante con el paso del tiempo se
llega al EQUILIBRIO QUÍMICO.

EJEMPLO: SEA LA REACCIÓN: H2 + I2 ⇌ 2HI



A medida que pasa el tiempo,
el H2 y el I2 reaccionan hasta
formar HI según VD , por ser
una reacción reversible el HI se
transforma a H2 y I2 según VI.



Cuando VD = VIse dice que el
sistema alcanza el equilibrio,
por lo tanto las propiedades
macroscópicas
como
la
temperatura,
concentración,
densidad,
presión,
etc.
permanecen constante.

VARIACIÓN DE LA CONCENTRACIÓN CON EL
TIEMPO

Concentraciones (mol/l)

Equilibrio químico
[HI]

[I2]
[H2]
Tiempo (s)

CARACTERÍSTICAS DEL EQUILIBRIO
QUÍMICO


A nivel macroscópico, el equilibrio es estático, debido a
que laspropiedades (presión, temperatura, calor de
reacción, etc.) permanecen inalterables.



A nivel molecular, el equilibrio es dinámico, debido a que
la velocidad directa (VD) e inversa (VI ) son iguales.



El equilibrio es espontaneo, es decir se da en un tiempo
finito sin la influencia de factores externos.



El equilibrio conserva sus propiedades y la naturaleza de
las sustancias en cualquiersentido

CONSTANTE DE EQUILIBRIO (KC)

La constante de equilibrio es la relación que se establece
entre las concentraciones de reactivos y productos cuando
se alcanza el estado de equilibrio.
Deducimos su expresión:
Sea la siguiente reacción reversible
a A(g) + b B(g) ⇌ c C(g) + d D(g)
Si tiene lugar mediante un mecanismo de un solo paso
VD= KD[A]a[B]b y VI= KI[C]c[D]d
En el equilibrio: VD= VIigualando se tiene :

[C ]c  [D ]d
Kc 
[ A]a  [B]b

Ejemplo: Escribir las expresiones de KC para los siguientes
equilibrios químicos:






H2(g) + I2(g) ⇌ 2HI(g)

[HI ]2
Kc 
[H 2 ]  [ I 2 ]

2SO2(g) + O2(g) ⇌ 2SO3(g)

[SO3 ]2
KC 
[SO2 ]2  [O2 ]

N2O4(g) ⇌ 2NO2(g)

[NO2 ]2
Kc 
[N2O4 ]

CONSTANTE DE EQUILIBRIO (KP)

En las reacciones en que intervengan gases es mas sencillo
medirpresiones parciales que concentraciones, en este
caso la constante de equilibrio la designaremos por Kp.
Para el siguiente sistema general en fase gaseosa

a A(g) + b B(g) ⇌ c C(g) + d D(g)
se define:

pCc  pDd
KP  a
d
pA  pD

RELACIÓN ENTRE KP Y KC
Para la reacción: a A(g) + b B(g) ⇌ c C(g) + d D(g)

pCc  pDd
[C ]c  (RT )c  [D ]d  (RT )d
KP  a


d
a
a
b
b
pA  pD
[ A]  (RT )  [B ]  (RT )[C ]c  [D ]d  (RT )c  (RT )d
ng

 KC  (RT )
a
b
a
b
[ A]  [B ]  (RT )  (RT )
por lo tanto:

K P  KC  (RT )n

donde: ∆n= (c+d) – (a+b)
R= 0,082 atm.L / mol.K
T= temperatura absoluta (K)

CONSTANTE DE EQUILIBRIO. PROPIEDADES.





La constante de equilibrio “no tiene unidades”.
La magnitud de Kc es una medida de la extensión en la que
tiene lugar la reacción.
Si Kc >> 1: la mayoríade los reactivos se transforman en
producto
Si Kc << 1: la mayoría de los reactivos permanecen sin
reaccionar y sólo se forman cantidades pequeñas de
productos
El valor de Kc:
- Sólo varia con la temperatura
- Es constante a una temperatura dada
- Es independiente de las concentraciones iniciales

TIPOS DE
EQUILIBRIO
EQUILIBRIO HOMOGÉNEO
Son aquellos sistemas donde los reactantes y productos seencuentran en una misma fase o en un mismo estado físico
Ejemplo
1N2(g) + 3H2(g) ⇌ 2NH3(g) KC=[NH3]2 / [N2].[H2]3
EQUILIBRIO HETEROGÉNEO
Son sistemas donde las sustancias se encuentran en más de una
fase o más de un estado físico
Ejemplo
CaCO3(s) + calor ⇌ CaO(s) + CO2(g)
KC=[CO2]

FACTORES QUE AFECTAN A LA POSICIÓN DEL
EQUILIBRIO

Principio de Le Chatelier:
Si un sistema químico en equilibrio es...