Equilibrio quimico

EQUILIBRIO QUÍMICO.

De la siguiente ecuación, las letras mayúsculas representan fórmulas y las minúsculas, los coeficientes estequiométricos de la ecuación balanceada.

aA+bB cC+dD
La flecha doble indica que la reacción es reversible, es decir, que la reacción directa y la reacción inversa ocurren de manera simultánea.
Las sustancias que aparecen a la izquierda de laecuación se llaman “reactivos” y las que se encuentran a la derecha, “productos”. Cuando A y B reaccionan para formar C y D con la misma rapidez con la que C y D reaccionan para formar A y B, el sistema se encuentra en equilibrio.
Existe equilibrio químico, cuando dos reacciones opuestas ocurren de manera simultánea a la misma velocidad.
Los equilibrios químicos son equilibrios dinámicos; es decir,las moléculas individuales reaccionan en forma continua, aunque no cambie la composición global de la mezcla de reacción.
En un sistema de equilibrio, se dice que el equilibrio esta desplazado hacia la derecha si hay mas de C y D que de A y B, y que esta desplazado hacia la izquierda si mas de A y B esta presente.
Ejemplo: considerando un caso en el cual todos los coeficientes de la ecuación deuna reacción son de 1.
Cuando las sustancias A y B reaccionan la velocidad de la reacción directa disminuye a medida de que pasa el tiempo debido a que decrece la concentración de A y B.
A+B C+D.
Conforme aumenta la concentración de C y D, estas comienzan a formar de nuevo A y B.
C+D A+B.
A medida que se forman más moléculas de C y D, pueden reaccionar más y, por tanto, la velocidad dereacción entre C y D aumenta con el tiempo; finalmente, las dos reacciones tienen lugar a la misma velocidad y el sistema se encuentra en equilibrio.

A+B C+D

Gráfica de variación de la concentración de las especies presentes en el sistema a+b c+d conforme se alcanza el equilibrio.

El siguiente gráfico representa una reacción reversible:

Un ejemplo de este casoes el siguiente:

CH3-COOH + CH3OH CH3-CO-O-CH3 + H2O
ácido etanoico + metanol « etanoato de metilo + agua

EJEMPLO:
Este es uno de los equilibrios mas importantes que se conocen debido a que se utiliza para capturar nitrógeno de la atmósfera en una forma que se pueda utilizar para fabricar fertilizantes y muchos otros productos químicos.

N2 + 3H2 2NH3

LEYDE ACCIÓN DE MASAS.

Peter Waage (28 de junio de 1833, Flekkefjord – 13 de enero de 1900, Oslo) fue un químico noruego y profesor de la Universidad de Oslo. Junto a su amigo, el también químico y matemático Cato Guldberg, Waage descubrió y desarrolló la ley de acción de masas entre los años 1864 y 1879.

La ley de acción de masas de Guldberg y Waage fue una guía adecuada para la comprensión delas reacciones reversibles.
Desgraciadamente, Guldberg y Waage publicaron su trabajo en noruego, y permaneció desconocido hasta 1879, año en que se tradujo al alemán.
La ley de acción de masas es una relación que establece que los valores de la expresión de la Ke son constantes para una reacción en particular a una temperatura dada, siempre que se haya sustituido las concentraciones enequilibrio.
A + B  C + D
La Ley de Acción de Masas se aplica a los sistemas reversibles o en equilibrio. Aplicando la ley a la reacción anterior, primero a la que se desplaza a la derecha, tenemos:
v = [A].[B] (11)
Y reemplazando v por kd, que es la constante de la velocidad hacia la derecha:
kd = [A].[B] (12)

Luego, para la reacción hacia la izquierda:
v = [C].[D]
ki = [C].[D] (13)
Dividiendo(13) por (12):
k = | ki | = | [C].[D] | (14) |
| kd | | [A].[B] | |
Donde k es la constante de equilibrio.
Se define entonces una Constante de Equilibrio según la Ley de acción de masas Kc, la cual es una medida cuantitativa del equilibrio químico.

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

Podemos concluir que en toda reacción química reversible, el producto de las concentraciones...