estequiometria


EQUILIBRIO QUIMICO
Bajo un conjunto de condiciones dadas de temperatura, presión y concentración, el punto en el cual una reacción particular parece detenerse es siempre el mismo; es decir, existe en este punto, entre las concentraciones de los diversos reactivos y productos una relación fija definida.

Cuando una reacción alcanza este estado, se dice que se encuentra en equilibrio.Bajo estas condiciones no hay una transformación perceptible en el sistema, y el resultado final es un estado aparente de reposo completo. Este equilibrio se designa como dinámico.

Los equilibrios químicos se clasifican en dos grupos, esto es,
a) los homogéneos
b) heterogéneos

Los primeros son los que se establecen en un sistema en el cual sólo existe una fase. Por otro lado, un equilibrioheterogéneo, es aquél establecido en un sistema con más de una fase.

CONSTANTE DE EQUILIBRIO

En una reacción como:


aA + bB + … = cC + dD + …

El cambio de energía libre, ΔF, a cualquier temperatura T, está dada por la isoterma de reacción, es decir,



Sin embargo el criterio de equilibrio es que ΔF =0 a presión y temperatura constante. Es por eso que en el equilibrio laecuación se transforma de la siguiente manera en:








Las actividades son ahora las de los reactivos y productos en equilibrio.

Como a cierta temperatura Δ, el cambio de energía libre en el estado tipo es constante para una reacción dada, se sigue que la relación de actividades en la ecuación anterior debe ser también constante.







La ecuación define a K como la constante deequilibrio termodinámico de la reacción. Al igual que muestra que la relación de actividades indicada de productos y reactivos en el equilibrio debe ser constante e independiente de todos los factores excepto de la temperatura.

Al escribir la expresión de la constante de equilibrio las actividades de los productos deben colocarse siempre en el numerador y las de los reactivos en el denominador.La inversión de la relación nos da la constante de la reacción inversa.

CONSTANTES DE EQUILIBRIO EN REACCIONES HETEROGENEAS

Consideremos la reacción
CuO(s) + H2(g) = Cu(s) + H20(g)

La constante termodinámica de equilibrio Kα es:



La actividad de un sólido o líquido puro puede tomarse como la unidad a todas las temperaturas incluso a presiones relativamente altas.

Entonces, entanto que las presiones no sean demasiado elevadas aCu= aCuO = 1 y



En las condiciones especificadas la constante de equilibrio de una reacción debe contener sólo las actividades o presiones de los constituyentes gaseosos y no incluyen términos para los sólidos o líquidos puros; es decir, la presencia de fases líquidas o sólidas puras puede descartarse totalmente al escribir la expresión dela constante de equilibrio.





PROPIEDADES DE LAS CONSTANTES DE EQUILIBRIO

La constante de equilibrio de una reacción a una temperatura fija, es independiente de la concentración o presión para todas las concentraciones o presiones. Además, su variación respecto a la temperatura es predecible termodinámicamente.

Por otro lado la magnitud de la constante determina la extensión a lacual procederá una reacción particular bajo condiciones establecidas. Un valor grande de Kp o Kc señala que el numerador de la expresión de la constante lo es en comparación con el denominador, es decir, que las concentraciones de los productos son mayores que la de los reactivos, y que la reacción favorece la formación de los productos.

Por otra parte, cuando Kp o Kc son pequeñas, lasconcentraciones de los reactivos son grandes en comparación con las de los productos y todo indica que la reacción no procederá en cantidad apreciable bajo las condiciones señaladas.

La constante de equilibrio define cuantitativamente el efecto de las concentraciones de los reactivos y productos sobre la extensión de la reacción.

PRINCIPIO DE LE CHATELIER BRAUN

Para predecir cualitativamente el...