Quimica De La Mejor

Departament de Física i Química
UNITAT 7. EQUILIBRI QUÍMIC
2n BATXILLERAT

1. Concepte d’equilibri químic
2. Constant d’equilibri.
2.1. Significat de la constant d’equilibri.
2.2. Valor de la constant d’equilibri.
3. Característiques del sistemes en equilibri químic.
4. Grau de dissociació.
5. Quocient de reacció.
6. Factors que afecten a l’equilibri.
7. Càlculs d’equilibri ambpressions.
8. Procés Haber de producció industrial d’amoníac.
1. CONCEPTE D’EQUILIBRI QUÍMIC
Hi ha reaccions que es produeixen en un sol sentit (reactius → productes) i que es turen quan algun
dels reactius es consumeix totalment. Aquestes reaccions s’anomenen irreversibles, i es representen amb
una sola fletxa, per exemple:
Ca(OH)2 (s) + 2 HCl (aq) → CaCl2 (aq) + 2 H2O (l)
En canvi, hi ha altresreaccions que es produeixen en el dos sentits; aquestes reaccions s’anomenen
reaccions reversibles i es representen amb una doble fletxa, per exemple:
I2 (g)+ H2 (g)

2 HI (g)

En una reacció reversible quan es fan reaccionar inicialment els reactius, arriba un moment en què la
reacció aparentment s’atura sense que cap dels reactius es consumeixi totalment i s’observa que lesconcentracions de totes les substàncies químiques que participen en la reacció romanen constants. Quan
s’arriba a aquesta situació deiem que el sistema es troba en equilibri químic.

Però com podem explicar tot això?
Si miram la reacció reversible anterior:
I2 (g)+ H2 (g)

Equilibri químic

2 HI (g)

1

IES Llorenç Garcías i Font

Dep. Física i Química

Dins un recipient ficam iode ihidrogen, inicialment per t=0 la velocitat de la reacció directa (vd) és
màxima, a mesura que passa el temps les concentracions dels reactius disminueixen ja que reaccionen i per
tant la velocitat de la reacció directa anirà disminuïnt:
Vd= k [I2] [H2]

→

t↑

[I2] ↓ [H2] ↓ i per tant Vd ↓

Com varia la velocitat de la reacció inversa (vi) a mesura que es produeix la reacció? Per t=0 la vi=0ja
que no hi ha producte [HI]=0, a mesura que passa el temps la concentració del producte augmenta i per tant
la vi augmentarà:
Vi= k [HI]2

→

t↑

[HI] ↑ i per tant Vi ↑

Com vd va disminuïnt i vi va augmentant, arribarà un moment que les dues velocitats seran iguals:
vd=vi
quan això passa deiem que el sistema ha assolit l’equilibri químic. En aquest moment no s’observa un canvi
enles concentracions de reactius i productes, és a dir, les concentracions de reactius i productes romanen
constants i pareix que la reacció s’ha aturat. Però realment la reacció no s’atura, es produeixen les dues
reaccions (la reacció directa i la reacció inversa) a la mateixa velocitat i això fa que no vegem un canvi en les
concentracions, ja que el que reacciona o desapareix en la reacciódirecta es recupera a la mateixa velocitat
en la reacció inversa.
●L’equilibri químic es tracta d’un equilibri dinàmic, és a dir, quan s’aconsegueix l’equilibri es
continuen produïnt tant la reacció directa com inversa, pero totes dues transcorren a la mateixa
velocitat (vd=vi), per això les concentracions del productes i reactius no varien.
● Un estat d’equilibri només es pot assolir en unsistema tancat i aïllat.
● Els estats d’equilibri suposen reaccions incompletes. Una vegada s’assoleix una situació d’equilibri
químic es troben presents totes les substàncies químiques que hi participen. No s’esgota cap dels
reactius.
2. CONSTANT D’EQUILIBRI
Per la següent reacció reversible:
aA+bB

cC+dD

La velocitat de la reacció directa, si és un procés elemental, és: Vd= kd [A]a [B]b
Lavelocitat de la reacció inversa, si és un procés elemental, és: Vi= ki [C]c [D]d
Quan s’assoleix l’equilibri les velocitats inversa i directa són iguals:
vd=vi
kd [A]a [B]b = ki [C]c [D]d
Passant les dues constants al mateix costat i les concentracions a l’altre costat, obtenim:

k d [C]c ·[D]d
=
k i [A ]a ·[B]b
El quocient

kd
és una constant que depèn de la temperatura i de...