Equilibrio Quimico

INTRODUCCION

En una Reacción Química, cuando los reactivos no se mezclan en un recipiente de reacción (y con calefacción, si es necesario), la totalidad de los reactivos no se convierten en los productos. Después de un tiempo (que puede ser inferior a millonésimas de un segundo o mayor que la edad del universo), las reacciones opuestas, pueden alcanzar iguales velocidades de reacción, creandoun equilibrio dinámico en el que la relación entre los reactivos y productos será fija.
El concepto de Equilibrio Químico fue desarrollado después de que Berthollet (1803) encontrase que algunas reacciones químicas son reversibles. Para que una reacción, tal como pueda estar en equilibrio, las velocidades de reacción directa e inversa tienen que ser iguales. En esta ecuación química, con flechasapuntando en ambas direcciones para indicar el equilibrio, A y B son las especies químicas que reaccionan S y T son las especies productos, y α, β, σ y τ son los coeficientes estequiométricos de los reactivos y los productos. La posición de equilibrio de la reacción se dice que está muy desplazada a la derecha, si, en el equilibrio, casi todos los reactivos se ha utilizado y a la izquierda sisolamente se forma algo de producto a partir de los reactivos.
Guldberg y Waage (1865), basándose en las ideas de Berthollet, propusieron la Ley de acción de masa:


Donde A, B, S y T son Masas activas y k+ y k− son las constantes de velocidad. Cuando las velocidades de la reacción directa e inversa son iguales:

la relación entre las constantes de velocidad es también una constante, conocida ahoracomo constante de equilibrio.

Por convenio, los productos constituyen el numerador. Sin embargo, la Ley de acción de masa es válida sólo para reacciones que transcurren en una etapa que proceden a través de un estado de transición único y no es válido, en general, porque las ecuaciones de velocidad siguen, por lo general, la Estequiometría de la reacción como Guldberg y Waage propusieron.CONTENIDO

1. El equilibrio químico
Es un estado de cualquier sistema en el que exista al menos una reacción reversible y la concentración de cada especie no cambie conforme pase el tiempo.
Es un estado en el que no se observan cambios a medida que transcurre el tiempo. Ello no significa que la reacción se haya parado ya que continuamente los reactivos se están convirtiendo en productos yllegado el momento, los productos se convierten en reactivos a la misma velocidad. Es decir: El equilibrio químico se consigue cuando existen dos reacciones opuestas que tienen lugar simultáneamente a la misma velocidad.
Es importante diferenciar entre el equilibrio en términos de velocidad en el que las velocidades directa e inversa son iguales, con el equilibrio en términos de concentraciones, dondeestas pueden ser, y normalmente son, distintas.
De lo anterior se puede deducir que el sistema evolucionará cinéticamente en un sentido u otro, con el fin de adaptarse a las condiciones energéticas más favorables. Cuando estas se consiguen diremos que se ha alcanzado el equilibrio (G = 0
1.1 Las características del estado de equilibrio químico. El principio de Le Chatelier-Braun
Cuando seanalizaron las disoluciones se planteó que en una disolución saturada ocurren simultáneamente, y a la misma velocidad, dos procesos opuestos que son la disolución y la cristalización, estableciéndose el equilibrio dinámico. Estos son los cambios microscópicos.
El amoníaco, NH3, se obtiene industrialmente mediante el proceso Haber que consiste en la reacción química entre el nitrógeno y el dinitrógeno,Para ello se utiliza como catalizador hierro finamente dividido y se controlan la temperatura y la presión para lograr un mayor rendimiento, pues el proceso es reversible. Además es necesario extraer el amoníaco a medida que se forma, pues hace que el estado de equilibrio se desplace hacia la formación de amoníaco.

En este proceso industrial se aplican los principios estudiados del equilibrio...