Mimi

M. en C. Alfredo Velásquez Márquez Profesor de la Facultad de Ingeniería de la UNAM velasquez4@yahoo.com

“PRINCIPIO DE LE CHATELIER”
Si se considera la reacción reversible siguiente:

a Aw

+

b Bx

c Cy

+

d Dz

donde a, b, c y d son los respectivos coeficientes estequiométricos de las sustancias A, B, C y D que se encuentran en los estados de agregación w, x, y y z. Entonces,se puede establecer la siguiente expresión analítica que relaciona las cantidades de reactivos y productos para cualquier tiempo, t.

[C]c ⋅ [D]d [A]a ⋅ [B]b
donde los corchetes indican las cantidades de los componentes en términos de molaridad. Cuando las cantidades de reactivos y productos cambian conforme avanza el tiempo de reacción, el valor del cociente anterior varía, por lo cual se ledenomina cociente de reacción y se le asigna la literal Q; sin embargo, cuando se alcanza el equilibrio dinámico, las cantidades de reactivos y productos no varían con el tiempo; es decir, el valor de Q, sería constante, por lo que se le denomina entonces, constante de equilibrio y se le asigna la literal K.

[C]c ⋅ [D]d Q= [A]a ⋅ [B]b
Cociente de reacción para un tiempo, t

[C]c ⋅ [D]d K=[A]a ⋅ [B]b
Constante de equilibrio para el tiempo de equilibrio, teq.

Una vez que se ha alcanzado el equilibrio, éste se puede perder debido a alguna modificación en las condiciones de trabajo y entonces, el sistema hace lo necesario para alcanzar un nuevo equilibrio. Lo anterior, se enuncia en el llamado Principio de LeChatelier, que dice lo siguiente: Cuando un sistema que se encuentra enequilibrio dinámico, es perturbado por una variación de presión, temperatura, volumen o cantidad de alguno de los componentes, el sistema pierde su estado de equilibrio; sin embargo el mismo sistema se desplaza de tal forma que minimiza el efecto de dicha perturbación hasta alcanzar un nuevo estado de equilibrio. Resulta de singular importancia conocer como se comporta un sistema en equilibrio, conbase en el principio de LeChatelier, y para ello se requiere hacer los análisis siguientes: Variación de la cantidad de uno de los componentes Al considerar que se encuentra en equilibrio la reacción siguiente:

CO(g)

+

Cl2(g)

COCl2(g)

se puede establecer que en el tiempo de equilibrio el valor de su constante es K1

K1 =

[COCl2 ] [CO] ⋅ [Cl2 ]

Si se aumenta en n la cantidadde CO, el valor de la constante disminuye al aumentar el denominador, denotando con ello que se pierde el equilibrio del sistema.

K2 =

[COCl2 ] [CO + n] ⋅ [Cl2 ]

<

K1 =

[COCl2 ] [CO] ⋅ [Cl2 ]

Como se observa, para que el valor de la constante sea nuevamente K1, debe disminuir el denominador y aumentar el numerador; es decir, las cantidades de los reactivos deben disminuir y lascantidades de los productos deben aumentar, esto se logra si la reacción procede hacia la derecha hasta que se alcance el valor inicial de la constante y se dice entonces, que “el sistema se desplazó hacia la derecha” para alcanzar un nuevo estado de equilibrio. Lo anterior es válido para cualquier reacción reversible en la que se aumente la cantidad de alguno de los reactivos. Por otro lado, si seaumenta en n la cantidad de COCl2, el valor de la constante aumenta al aumentar el numerador, denotando con ello que se pierde el equilibrio del sistema.

K3 =

[COCl2 + n] [CO] ⋅ [Cl2 ]

>

K1 =

[COCl2 ] [CO] ⋅ [Cl2 ]

Como se observa, para que el valor de la constante sea nuevamente K1, debe aumentar el denominador y disminuir el numerador; es decir, las cantidades de los reactivosdeben aumentar y las cantidades de los productos deben disminuir, esto se logra si la reacción procede hacia la izquierda hasta que se alcance el valor inicial de la constante y se dice entonces, que “el sistema se desplazó hacia la izquierda” para alcanzar un nuevo estado de equilibrio. Lo anterior es válido para cualquier reacción reversible en la que se aumente la cantidad de alguno de los...