Equilibrio Quimico

Equilibrio Químico

Equilibrio dinámico

Planta de producción de NH3

Cámara Hiperbárica

Equilibrio Hemoglobina -oxigeno

Objetivos esperados
• Conocer los principios químicos que establecen un equilibrio.
• Reconocer las variables que afectan la composición del sistema en el equilibrio y predecir la evolución del sistema en respuesta a cambios externos. .

¿Qué es equilibrioquímico? ¿Cómo se establece ?
Reacciones Irreversibles:

A

B
A.

B

Reacciones reversibles:
CONCENTRACION

A↔B

EQUILIBRIO

TIEMPO

EQUILIBRIO DINÁMICO


Se presenta cuando dos procesos opuestos se llevan a cabo simultáneamente a igual velocidad.
NaCl(s)
H2O

NaCl(aq)

La doble flecha indica la dinámica del sistema

H2O(l)

H2O(g)

Equilibrio líquido-vaporCaracterísticas del equilibrio químico
Es dinámica, porque la reacción no se detiene.
Es espontáneo, lo significa que la reacción se produce sin influencias externas. Un sistema sólo se aparta del equilibrio por influencia externa, cuando se deja libre, el sistema perturbado vuelve al equilibrio. Es reversible, ya que la naturaleza y las propiedades del estado de equilibrio son las mismas,independientemente de la dirección desde la que se alcanza.

Constante de Equilibrio
La reacción que alcanza el equilibrio tiene una constante de equilibrio: aA+bB
Vd

cC+dD

Vd= velocidad directa Vi = velocidad inversa

Vi

En el equilibrio las velocidades son iguales entonces por la ley de acción de masas:

Vd  Kd [ A]a [ B]b
Igualando :

Vi  Ki [C]c [ D]d
[ C ]c [ D ] d Kd  Ki [A ]a [ B ]b

KC 

[ C ]c [ D ] d [ A ]a [ B ]b

Siempre se expresa la constante de equilibrio :
Reactantes Productos

Kc= [Productos ]/ [ Reactantes] donde Kc es la constante de equilibrio y las concentraciones (moles/L) de productos y reactantes son medidas una vez alcanzado el equilibrio y denotadas por corchetes [ ]. •Si Kc > 1, la tendencia del sistema es a formar más productos quereactantes. * Si Kc < 1, la tendencia del sistema es a formar más reactantes que productos.

Ejemplo:

N 2 ( g )  3H 2 ( g )  2 NH 3( g )

KC

NH 3   3 N 2 H 2 
2

Importante ¡¡¡¡¡
Los sólidos y líquidos tienen actividades igual a la unidad, debido a su concentración constante. (propiedad intensiva) ,se toman como la unidad
para el calculo de la constante de equilibrioEjemplo:

CaCO3( s )  CO2 ( g )  CaO ( s )

K C  CO2 

aA+bB

cC+dD

Para reacciones en fase gaseosa la constante de equilibrio puede expresarse en función de las presiones parciales (Kp). Asumiendo comportamiento ideal del sistema:
Entonces:
Kc 

nRT p   [ ]RT V
 pC   p D      RT   RT    p A   pB      RT   RT  
a c d

b

 K p RT

abcd

 K p RT



n

Kp 

c d pC p D b p a pB A

 K c RT



n

Siendo n = (c + d) – (a + b ). Si n = 0 => KP = KC

Si Kx es la expresión de la constante en términos de fracciones molares, sabiendo que Pi = xi PT , entonces:
Kp = Kx (PT)Δn • Kp, Kc y Kx son diferentes entre si. • En el caso Δn = 0, entonces: Kp= Kc = Kx Ejemplo: H2(g) + I2(g) Kp = (PHI)2 / (PH2)(PI2) 2HI(g)Kc = Kp (RT)-n Kc=Kp n= 0

Clases de equilibrio
Equilibrio homogéneo: presenta una sola fase
N 2 ( g )  3H 2 ( g )  2 NH 3( g )
KP

P   P P 
2 NH 3 N2 H2

3

Equilibrio heterogéneo:
CaCO3(
)

presentan diferentes fases
K C  CO2 
)

 CaO(

)

 CO 2(

K P  PCO2
Kp = Kc(RT)

n  1

Características de la constante de equilibrio
1. La constante deequilibrio solamente varía con la temperatura. 2. Es independiente de las concentraciones iniciales. 3. El valor de la constante de equilibrio depende de la ecuación química:
2H 2( )  O 2 (
)

    2H 2O(
   

)

K1

Si se multiplica a todos los coeficientes por ½:
1 H 2( )  O 2 ( 2
)

H 2O(

)

K 2  K1

Si se invierte la primera ecuación:
  2H 2O ( ) ...