equilibrio quimico

Cinética y Equilibrio
Químico

INTRODUCCIÓN
El concepto de equilibrio es fundamental para
conocer y entender la química y el
comportamiento de las sustancias.
En la constante de equilibrio se refleja la
tendencia que tienen las sustancias de
reaccionar, así como también, la dirección y
magnitud del cambio químico.
Todas las reacciones químicas pueden ser
descriptas bajo una condiciónde equilibrio.

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Todos los sistemas químicos alcanzan en el
tiempo la condición de equilibrio
El estado de equilibrio químico es de naturaleza
dinámica y no estática.

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El equilibrio en sistemas quimicos
Cuando se coloca en un recipiente de volumen
conocido a temperatura constante una muestra
de 2N2O5(g), éste se descompone:
2N2O5(g)

4NO2(g) + O2(g)

Cuando laconcentración de los productos
aumenta los mismos se convierten en
reactantes:
4NO2(g) + O2(g)

2N2O5(g)
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Reacciones Reversibles
Finalmente, las dos reacciones evolucionan de modo
tal que sus velocidades se igualan, estableciéndose
un equilibrio químico.
Bajo estas condiciones la reacción es reversible y se
representa de la siguiente manera:

2N2O5(g)

4NO2(g) + O2(g)

En una reacciónreversible, la reacción ocurre
simultáneamente en ambas direcciones.
Lo anterior se indica por medio de una doble flecha
En principio, casi todas las reacciones son
reversibles en cierta medida.

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Constante de equilibrio, Keq
Una vez alcanzado el equilibrio las concentraciones
de reactantes y productos no cambian en el tiempo.
El equilibrio dinámico establece que a medida que elreactante se descompone, los productos se combinan
entre sí para mantener las concentraciones
constantes, las cuales se relacionan en la siguiente
ecuación (productos en el numerador, reactivos en el
denominador):

 NO2  . O2 
4

K eq 

 N 2O5 

2

; donde

 

indica las

concentraciones en moles/litro y K eq es
la constante de equilibrio.
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Velocidad de reacciónLa velocidad de reacción es una magnitud positiva que
expresa cómo cambia la concentración de un reactivo o
producto con el tiempo.
[M]
0.32

[NO2]

0.24
[O2]

0.16
0.08

Velocidad=

Δ[c]
Δt

[N2O5]
0

2

4
6
8
tiempo (min)

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La velocidad de reacción es directamente
proporcional a la concentración de los reactivos.
Las reacciones son el resultado de lascolisiones
entre moléculas de reactivos. Cuanto mayor es
[moléculas], mayor es el número de colisiones
por unidad de tiempo, por lo que la reacción es
más rápida. Cuando el reactivo limitante se
consume, la velocidad es cero.

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Velocidad

0.04

- Expresión de la velocidad de
reacción para la descomposición
de N2O5

0.02

Velocidad = k [N2O5]

0.06

0

0.04

0.08

0.1k =constante de velocidad

[N2O5]

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Expresión general de Keq
Considere la siguiente reacción:
aA + bB

K=

cC + dD

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

( [ ] = mol/litro )
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Las constantes de equilibrio proporcionan
información muy útil sobre si la reacción se
desplaza hacia la formación de productos o
hacia la formación de reactivos.
K > 1, se desplaza hacia la formaciónproductos
K < 1, se desplaza hacia la formación de
reactivos

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Ejemplo de equilibrio químico
El equilibrio del sistema N2O4-NO2

N2O4 congelado
es incoloro

A temperatura
ambiente el N2O4 se
descompone en NO2
(marrón)

El equilibrio químico es el punto
donde las concentraciones de
todas las especie son constantes

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El punto en el cual la velocidad de
descomposición:N2O4(g) → 2NO2(g)
es igual a la velocidad de dimerización:
2NO2(g) → N2O4(g)
es un equilibrio dinámico.
El equilibrio es dinámico porque la reacción no
ha parado: Las velocidades de los dos procesos
son iguales

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En el equilibrio, el N2O4 reacciona para formar
una determinada cantidad

NO2, y esta misma

cantidad de NO2(g) reacciona para volver a formar
N2O4.

ƒ
N2O4(g)...