Equilibrio quimico

EQUILIBRIO QUIMICO Una reacción reversible es aquella en que los productos de la reacción interactúan entre sí y forman nuevamente los reaccionantes. En la siguiente representación de una reacción reversible
aA + bB ↔ cC + Dd

los reaccionantes A y B se transforman en los productos C y D, y estos a su vez reaccionan entre sí y forman nuevamente A y B. La primera de las reacciones se consideracomo la reacción directa o a la derecha y la segunda es la reacción inversa o a la izquierda. Las letras minúsculas a, b, c, d, son los coeficientes de la reacción balanceada. El equilibrio químico es el estado alcanzado en una reacción reversible en que la velocidad de la reacción a la derecha, rD, es igual a la velocidad de la reacción a la izquierda, rI, es decir que r D = rI En los procesosquímicos celulares ocurren tanto reacciones irreversibles como reversibles. Las reacciones irreversibles son importantes en la determinación de la dirección de los procesos. Las reacciones reversibles en un proceso metabólico permiten su fácil inversión, además de las grandes variaciones de flujo que se ocasionan con pequeños cambios en las concentraciones de sustratos o productos. Algunas rutasmetabólicas deben funcionar en direcciones opuestas según la ocasión. Por ejemplo, en ciertas ocasiones el hígado transforma glucosa en piruvato (glucólisis), pero en otras convierte piruvato en glucosa (gluconeogénesis). Constante de equilibrio de una reacción química El estado de equilibrio de una reacción química, a una temperatura dada, se define en

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términos de lacomposición de la mezcla en equilibrio mediante la denominada Constante de Equilibrio. La expresión matemática para la constante de equilibrio, Ke, de la reacción química anterior, en función de las concentraciones en el estado de equilibrio, es:
d K D [C ]c [ D]e e = a K I [ A]e [ B]b e

Ke =

siendo KD y KI las constantes de velocidad de reacción a la derecha y a la izquierda, respectivamente y elsubíndice "e" indica las correspondientes concentraciones en el estado de equilibrio químico.

La constante de equilibrio expresa una relación que debe existir entre las concentraciones de los componentes de una reacción química cuando esta se encuentre en equilibrio. Además, es una relación entre las constantes específicas de velocidad de reacción directa e inversa Para la reacción de síntesisdel amoníaco a partir de nitrógeno e hidrógeno, la expresión para la constante de equilibrio es
N2(g) + 3H2(g) ↔ 2NH3(g)
2 [ NH 3 ( g )]e Ke = [ N 2 ( g )]e [ H 2 ]3 e

Para la reacción de descomposición del ácido carbónico en bióxido de carbono y agua, la expresión matemática para la constante de equilibrio químico es
H2CO3(l) ↔ CO2(g) + H2O(l)

Ke =

[CO2 ( g )]e [ H 2O(l )]e [ H 2CO3(l )]e

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Para la reacción de esterificación entre el ácido acético, AA, y el alcohol etílico, AE, para producir acetato de etilo, ACE, y agua, la expresión matemática para la constante de equilibrio es
AA + AE ↔ ACE + A

Ke =

[ ACE ]e [ A]e [ AA]e [ AE ]e

Concepto y representación gráfica del equilibrio de una reacción química

En un principio lasconcentraciones de los reaccionantes, A y B, están en su máximo mientras que las concentraciones de los productos, C y D, están en cero. En el momento de mezclar los reaccionantes, la reacción directa se inicia a la máxima velocidad y disminuye gradualmente, mientras que la reacción inversa se inicia a velocidad cero y aumenta gradualmente a medida que aumentan las concentraciones de C y D. Después de uncierto tiempo las velocidades de las dos reacciones se igualan y se establece un equilibrio dinámico entre ellas puesto que no hay cambio neto en las concentraciones de reaccionantes y productos. Una representación gráfica de la variación de las velocidades de reacción directa e inversa con el transcurso del tiempo se muestra en La Figura 1.

EQUILIBRIO QUIMICO
VELOCIDAD DE REACCION...