equilibrio quimico

EQUILIBRIO QUIMICO
Las reacciones químicas se pueden dividir en reversibles e irreversibles, según puedan transcurrir en los dos sentidos o en uno sólo.
 En las reacciones reversibles tanto las sustancias reaccionantes como los productos intervienen en la reacción, porque se forman y consumen a la vez. Cuando se alcanza el equilibrio, las concentraciones de reactantes y productos se mantienenconstantes, porque se forman y consumen a la misma velocidad.
 2.1. CONSTANTE DE EQUILIBRIO. LEY DE ACCIÓN DE MASAS
  Si tenemos un proceso químico expresado de forma general como:
     a A(g) + b B(g)    c C(g) + d D(g)
podemos decir que este sistema evolucionará hacia el estado de equilibrio espontáneamente cuando la variación de energía libre sea menor que cero ( G < 0) y diremos queel sistema se encuentra en estado de equilibrio cuando  G = 0.
 De este modo en el equilibrio se cumplirá que:
     
donde  G es la variación de energía libre en condiciones estándar de la reacción.. R y T son igualmente constantes, por lo que la relación entre las presiones parciales en el equilibrio también lo es. Esta es la constante de equilibrio, expresada en función de las presionesparciales de las sustancias presentes en el equilibrio:
    
donde Pi son las presiones parciales de cada sustancia gaseosa:
    
por tanto
      G = - RT ln Kp
Kp depende de la temperatura a la que se alcance el equilibrio, así como de la naturaleza de las sustancias presentes.
de forma que:
    
 En una reacción donde todas las especies son gaseosas podemos calcular Kp sihemos determinado previamente el valor de  G que, como ya sabemos, depende de  H y  S  :
      G =  H - T S
 Cuando se alcanza el equilibrio a una determinada temperatura en el proceso descrito anteriormente, se comprueba de forma experimental que existe una relación constante entre las concentraciones de los productos y las de los reactivos y se puede expresar como:
    
Estaecuación se conoce como ley de acción de masas, donde Kc es la constante de equilibrio expresada en función de las concentraciones de las especies presentes.
 2.2. RELACIÓN ENTRE LAS DISTINTAS CONSTANTES DE EQUILIBRIO
  Supongamos el proceso anterior : a A + b B  c C + d D, donde todas las especies son gaseosas. La constante Kc para este equilibrio es:
    
Según la ecuación de estado de losgases ideales, la presión de una sustancia gaseosa i:
    
pero       
entonces 
o bien    
sustituyendo este valor en la expresión para Kc:
    
siendo   ng = (c + d) — (a + b)
Sustituyendo ahora Kp por su valor se tiene:
    
          o bien     
que también se puede expresar como:
    
 
2.3. EQUILIBRIOS HETEROGÉNEOS
  Son aquellos equilibrios en los que existenvarias sustancias en distinta fase. En cada una de las fases se alcanza un equilibrio, por tanto si nos fijamos en la fase gaseosa, que es la más interesante desde el punto de vista del equilibrio químico, sólo aparecerán en ella las concentraciones de las especies gaseosas, ya que las concentraciones de sólidos y líquidos son constantes en dicha fase.
Ejemplo : Para la reacción:   CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g)
    
Como las concentraciones de las dos especies sólidas son constantes, independiente de la cantidad presente de cada una de ellas, estos valores constantes se pueden incluir en el valor de la Kc ., por lo tanto
    
entonces   Kc = [CO2]
De igual modo  Kp =
 
2.4. CARACTERÍSTICAS DEL EQUILIBRIO QUÍMICO
  Las características más importantes del equilibrio químicoson:
Concentración de soluto, presión de vapor, masa de sólido sin disolver, etc., que no varían con el tiempo.
El estado de equilibrio no intercambia materia con su entorno. Si la descomposición del CaCO3 la iniciáramos en un recipiente abierto, nunca se alcanzaría el equilibrio, pues el CO2 escaparía.
El equilibrio es un estado dinámico en el que se producen contínuos cambios en ambos...