Equilibrio quimico
Páginas: 12 (2959 palabras)
Publicado: 3 de junio de 2010
EQUILIBRIO QUÍMICO
Objetivo terminal: al finalizar la unidad el estudiante estará en capacidad de reconocer las características de un estado de equilibrio, determinando las concentraciones de las espacies involucradas en el proceso, así como los factores que alteran el equilibrio y las condiciones para que éste se recupere.
El concepto de equilibrio y La Constante de equilibrio.
Lamayoría 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, o una reacción reversible. Así, en general se puede representar una reacción reversible como:
A + B ( C + DReactivos ( Productos
Después de un cierto tiempo, a una determinada temperatura un sistema químico reversible y en un solo paso, alcanza el equilibrio. El equilibrio químico es un proceso dinámico. Y se alcanza cuando las velocidades de las reacciones directa e inversa se igualan y las concentraciones netas de reactivos y productos permanecen constantes.
El equilibrio entre dos fases de la mismasustancia se conoce como equilibrio físico, debido a que los cambios que ocurren son procesos físicos. La evaporación de agua en un recipiente cerrado a una temperatura determinada es un ejemplo de equilibrio físico.
H2O (l) ↔ H2O (g)
Es evidente que para que las velocidades en el estado de equilibrio tiendan a igualarse la velocidad directa disminuye y la velocidad inversa, por contra, aumentaa medida que transcurre la reacción. Esto ocurre porque la velocidad de una reacción es función de la concentración de sus reaccionantes: a medida que transcurre la reacción, la concentración de los reaccionantes va disminuyendo (y, por tanto, su velocidad directa) y la concentración de productos va aumentando ( y, por tanto, su velocidad inversa). Veamos un ejemplo de estado de equilibrio conla reacción de descomposición del tetróxido de dinitrógeno:
[pic] Figura1. Equilibrio de moléculas.
El avance de la reacción:
N2O4 ↔2NO2
es fácil de seguir ya que el N2O4 es un gas incoloro, mientras que el NO2 tiene un color café oscuro que lo hace visible. Suponga que se inyecta N2O4 en un recipiente cerrado como el de la figura 1. El color café aparece inmediatamente, indicando que sehan formado moléculas de NO2. El color se hace cada vez más intenso a medida que continúa la disociación del N2O4 hasta que se logra el equilibrio. Más allá de este puntoso hay cambios evidentes de color porque las concentraciones de N2O4 y NO2 permanecen constantes. Es importante recordar que en el equilibrio las conversiones de N2O4 a NO2 y de NO2 a N2O4 continúan ocurriendo, ya que el equilibrioes dinámico.
Figura 2. Cambios en las concentraciones de NO2 y N2O4 con el tiempo, en tres situaciones. a) Al principio sólo el NO2 está presente. b) Al inicio sólo el N2O4 está presente. c) Al principio está presente una mezcla de NO2 y N2O4.
LA CONSTANTE DE EQUILIBRIO.
La tabla 1 muestra algunos datos experimentales para el sistema NO2- N2O4 a 25ºC. Las concentraciones de los gases seexpresan en molaridad y se pueden calcular a partir del número de moles de gases presentes al inicio, del número de moles en el equilibrio y del volumen del matraz (en litros).
Tabla 1. El sistema NO2- N2O4 a 25ºC.
|CONCENTRACIONES |CONCENTRACIONES |RELACIÓN DE CONCENTRACIONES EN EL EQUILIOBRIO|
|INICIALES (M)|EN EL EQUILIBRIO (M) | |
|[NO2] |[N2O4] |[NO2] |[N2O4] |[NO2] |[NO2]2 [N2O4] |
| | | | |[N2O4] | |
|0.000...
Objetivo terminal: al finalizar la unidad el estudiante estará en capacidad de reconocer las características de un estado de equilibrio, determinando las concentraciones de las espacies involucradas en el proceso, así como los factores que alteran el equilibrio y las condiciones para que éste se recupere.
El concepto de equilibrio y La Constante de equilibrio.
Lamayoría 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, o una reacción reversible. Así, en general se puede representar una reacción reversible como:
A + B ( C + DReactivos ( Productos
Después de un cierto tiempo, a una determinada temperatura un sistema químico reversible y en un solo paso, alcanza el equilibrio. El equilibrio químico es un proceso dinámico. Y se alcanza cuando las velocidades de las reacciones directa e inversa se igualan y las concentraciones netas de reactivos y productos permanecen constantes.
El equilibrio entre dos fases de la mismasustancia se conoce como equilibrio físico, debido a que los cambios que ocurren son procesos físicos. La evaporación de agua en un recipiente cerrado a una temperatura determinada es un ejemplo de equilibrio físico.
H2O (l) ↔ H2O (g)
Es evidente que para que las velocidades en el estado de equilibrio tiendan a igualarse la velocidad directa disminuye y la velocidad inversa, por contra, aumentaa medida que transcurre la reacción. Esto ocurre porque la velocidad de una reacción es función de la concentración de sus reaccionantes: a medida que transcurre la reacción, la concentración de los reaccionantes va disminuyendo (y, por tanto, su velocidad directa) y la concentración de productos va aumentando ( y, por tanto, su velocidad inversa). Veamos un ejemplo de estado de equilibrio conla reacción de descomposición del tetróxido de dinitrógeno:
[pic] Figura1. Equilibrio de moléculas.
El avance de la reacción:
N2O4 ↔2NO2
es fácil de seguir ya que el N2O4 es un gas incoloro, mientras que el NO2 tiene un color café oscuro que lo hace visible. Suponga que se inyecta N2O4 en un recipiente cerrado como el de la figura 1. El color café aparece inmediatamente, indicando que sehan formado moléculas de NO2. El color se hace cada vez más intenso a medida que continúa la disociación del N2O4 hasta que se logra el equilibrio. Más allá de este puntoso hay cambios evidentes de color porque las concentraciones de N2O4 y NO2 permanecen constantes. Es importante recordar que en el equilibrio las conversiones de N2O4 a NO2 y de NO2 a N2O4 continúan ocurriendo, ya que el equilibrioes dinámico.
Figura 2. Cambios en las concentraciones de NO2 y N2O4 con el tiempo, en tres situaciones. a) Al principio sólo el NO2 está presente. b) Al inicio sólo el N2O4 está presente. c) Al principio está presente una mezcla de NO2 y N2O4.
LA CONSTANTE DE EQUILIBRIO.
La tabla 1 muestra algunos datos experimentales para el sistema NO2- N2O4 a 25ºC. Las concentraciones de los gases seexpresan en molaridad y se pueden calcular a partir del número de moles de gases presentes al inicio, del número de moles en el equilibrio y del volumen del matraz (en litros).
Tabla 1. El sistema NO2- N2O4 a 25ºC.
|CONCENTRACIONES |CONCENTRACIONES |RELACIÓN DE CONCENTRACIONES EN EL EQUILIOBRIO|
|INICIALES (M)|EN EL EQUILIBRIO (M) | |
|[NO2] |[N2O4] |[NO2] |[N2O4] |[NO2] |[NO2]2 [N2O4] |
| | | | |[N2O4] | |
|0.000...
Leer documento completo
Regístrate para leer el documento completo.