Equilibrio

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Equilibrio químico

Todos los procesos químicos evolucionan desde los reactivos hasta la formación de productos a una
determinada velocidad hasta que la reacción se completa. Llegado ese instante, lo que ocurre en el
proceso es que la velocidad de formación de los productos es igual a la velocidad de descomposición
de éstos para formar nuevamente los reactivos de los que proceden. Esdecir, se llega a la formación
de un estado dinámico en el que las concentraciones de todas las especies reaccionantes (reactivos y
productos) permanecen constantes. Ese estado se conoce con el nombre de «equilibrio químico» y lo
vamos a estudiar con detenimiento en la presente Unidad.

5. Equilibrio químico
5.1 Introducción

5.1 Introducción
Reacción: H2 1 I2

El equilibrio químico esun estado de un sistema reaccionante en el que no se observan
cambios a medida que transcurre el tiempo, a pesar de que la reacción sigue.

2 HI

Velocidad

En la mayoría de las reacciones químicas los reactivos no se consumen totalmente para
obtener los productos deseados, sino que, por el contrario, llega un momento en el que
parece que la reacción ha concluido. Podemos comprobar,analizando los productos formados
y los reactivos consumidos, que la concentración de ambos permanece constante.

H2 y I2

Formación (Vd)

Equilibrio Vd = Vi
HI
Descomposición Vi
t
te

¿Significa esto que realmente la reacción se ha parado? Evidentemente no, una reacción en
equilibrio es un proceso dinámico en el que continuamente los reactivos se están convirtiendo
en productos y losproductos se convierten en reactivos; cuando lo hacen a la misma velocidad
nos da la sensación de que la reacción se ha paralizado.

te = tiempo para alcanzar el equilibrio
Fig. 5.1. Velocidades de formación
y descomposición del HI.

Es decir, el equilibrio químico se establece cuando existen dos reacciones opuestas
que tienen lugar simultáneamente a la misma velocidad.

Esto, entérminos de velocidad, se puede expresar según consta en la Figura 5.1. Así pues,
si tenemos una reacción:
aA + bB

Vd
vi

cC + dD

vd 5 velocidad de formación de los productos
vi 5 velocidad de descomposición de los productos
Cuando ambas velocidades se igualan, se considera
que el sistema está en equilibrio.

Es importante diferenciar entre el
equilibrio en términos de velocidad,
en elque ambas velocidades son iguales, del equilibrio en términos de concentraciones, donde éstas pueden ser,
y normalmente son, distintas.

Se puede deducir que el sistema evolucionará
cinéticamente, en uno u otro sentido, con el fin
de adaptarse a las condiciones energéticas más
favorables. Cuando éstas se consigan, diremos que
se ha alcanzado el equilibrio, esto es, DG 5 0 (ver
Aprendo másen pág. 152).
En un sistema en equilibrio se dice que el mismo
se encuentra desplazado hacia la derecha si hay
más cantidad de productos (C y D) presentes en el
mismo que de reactivos (A y B), y se encontrará
desplazado hacia la izquierda cuando ocurra lo
contrario.

Zona de equilibrio
Concentraciones
[A]
[B]

[A] [ B ]
[C] [D]

(a)

[C]
[B]
te

tiempo

Concentraciones[C] [D]

Se podrían tener, por tanto, las dos situaciones
representadas en la Figura 5.2.
Consideremos la reacción de obtención del trióxido
de azufre a partir de azufre y oxígeno a 1 000 °C
según:

2 SO2 (g) + O2 D 2 SO3 (g)

130

(b)
[A] [ B ]
te

tiempo

Fig. 5.2. (a) y (b). Representación de un
sistema en equilibrio cuando predominan los
reactivos (a) o los productos (b).5. Equilibrio químico
5.1 Introducción

Inicialmente partimos de 0,4 moles de SO2 y 0,2 moles de O2 en un recipiente de 1 litro de
capacidad. Al cabo del tiempo se establece el equilibrio y se comprueba que se han formado
0,06 moles de SO3 y quedan sin reaccionar 0,34 moles de SO2 y 0,17 moles de O2 [ver Figura
5.3 (a) en el margen].
Si no se cambian las condiciones de reacción, estas...