El Principio De Le Chatelier

El principio de Le Chatelier
Cuando se aplica una restricción a un sistema químico en equilibrio, el sistema se alterará de tal manera que elimine la restricción. O lo que es lo mismo, al aplicar una tensión al sistema esta causará que cambie de manera que se minimice dicha tensión.
Las dos restricciones principales aplicables a los sistemas químicos son:
Alteración de la temperaturaAlteración de la concentración
Efecto de la temperatura en el equilibrio
Cuando una reacción procede absorbiendo o generando calor en una dirección dada, el principio de Le Chatelier nos permite predecir como se alterará la posición del equilibrio al cambiar la temperatura. Así:
A + B C + D (producción de calor)
Subir la temperatura del sistema, causará que la reacción proceda de manera quese pueda eliminar el calor aplicado. Si la posición del equilibrio favorece la formación de C + D, al subir la temperatura la composición del equilibrio se desplazará a la izquierda favoreciendo la producción de A + B.
Lo anterior quiere decir que al subir la temperatura:
En las reacciones exotérmicas:
Reactivos Productos + calor H (-)
la posición del equilibrio cambia a laizquierda
Y en las reacciones endotérmicas:
Reactivos + calor Productos H (+)
la posición del equilibrio cambia a la derecha
Nótese que la constante de equilibrio K cambia con la temperatura, es decir en los sistemas exotérmicos la K disminuye y en los endotérmicos la K aumenta.

Efecto de la concentración en el equilibrio
Ahora, ¿que ocurre al cambiar la concentración de los reactivos ode los productos en una reacción?
Nótese que la Keq no cambia al cambiar la concentración de los reactivos, cambia la posición del equilibrio.
Al cambiar la concentración añadiendo o removiendo un producto o reactivo, estamos ejerciendo una tensión, para eliminarla, el sistema cambiará.
Por ejemplo:
N2 + 3H2 2NH3

peratura en el equilibrio
Al añadir NH3, el equilibrio se mueve ala izquierda
Al añadir N2, el equilibrio se mueve a la derecha

Reversibilidad y equilibrio
¿Porqué ocurre esto? Porque la reacción se lleva a cabo en las dos direcciones simultáneamente (dado que todas las especies están en el mismo recipiente y al chocar entre si, será factible que ocurran ambas reacciones).
Es decir, es un sistema dinámico.
Así para:
A + B C + D kf , krFigura 10: Comportamiento de la concentración respecto al tiempo

Otro ejemplo, la hemoglobina:
Hb + 4O2 Hb(O2)4

Dado que en los pulmones hay mucho O2
Hb + 4O2 Hb(O2)4, se forma Hb(O2)4
En las células el O2 escasea
Hb + 4O2 Hb(O2)4,
se aporta O2 a las células por la hemoglobina.
El transporte de oxígeno (numérico)
Supongamos que KHb es aproximadamente 5.0x105

Entoncesla proporción de hemoglobina oxigena-da a no oxigenada será:

Si la solubilidad de O2 en pulmones es a 37ºC de aproximadamente 0.1M, entonces:

Y si la concentración de oxígeno en capilares es de cerca de 0.001M, tendremos:

Otro ejemplo
Al hacer la reacción:
CO2 (g) + H2(g) H2O(g) + CO(g)

de 1.000 mol de CO2 y 1.000 mol de H2 se ponen en un recipiente de 1.00L a 2000ºC, y sedejan llegar al equilibrio. Analizando una muestra se encuentra que hay 0.323 moles de CO2, ¿cuánto vale K?

La reacción inversa
Si ahora hacemos la reacción:
H2O(g) + CO(g) CO2 (g) + H2(g)

de 1.000 mol de CO2 y 1.000 mol de H2 se ponen en un recipiente de 1.00L a 2000ºC, y se dejan llegar al equilibrio. Analizando una muestra se encuentra que hay 0.323 moles de CO2, ¿cuánto vale K?Si ahora añadimos 0.500 moles / L de CO a la reacción anterior, es decir que la concentración de CO es de 1.177 moles dejando las demás concentraciones iguales. Se espera a que se establezca el equilibrio y se analiza nuevamente la concentración de CO2, obteniéndose 0.392 moles / L Entonces sabemos que se han formado 0.392-0.323=0.069 moles. Por tanto se habrán producido 0.069 moles de H2,...