Quimica

En un proceso químico, el equilibrio químico es el estado en el que las actividades químicas o las concentraciones de los reactivos y los productos no tienen ningún cambio neto en el tiempo. Normalmente, este sería el estado que se produce cuando una reacción reversible evoluciona hacia adelante en la misma proporción que su reacción inversa. La velocidad de reacción de las reacciones directa einversa por lo general no son cero, pero, si ambas son iguales, no hay cambios netos en cualquiera de las concentraciones de los reactivos o productos. Este proceso se denomina equilibrio dinámico.1 2
Una bureta; un aparato para realizar una valoración ácido-base, es una parte importante de la química de equilibrio.
Índice

1 Introducción
2 Termodinámica
2.1 Cambios en elequilibrio con la adición de reactivos () o productos ()
2.2 Tratamiento de la actividad
2.3 Justificación para el uso de los cocientes de concentración
2.4 Mezclas metaestables
3 Compuestos puros en equilibrio
4 Equilibrios múltiples
5 El efecto del cambio de temperatura en la constante de equilibrio
6 Tipos de equilibrio y de algunas aplicaciones
7Composición de una mezcla en equilibrio
7.1 Resolviendo las ecuaciones de balance de masa
7.1.1 Composición de ácidos polibásicos como una función del pH
7.1.2 Equilibrios en solución con precipitación
7.2 Minimización de la energía de Gibbs
8 Véase también
9 Referencias
10 Para leer más
10.1 Programas de ordenador para elcálculo de las concentraciones de las especies
10.2 Software para el equilibrio químico

Introducción

En una reacción química, cuando los reactivos se mezclan en un recipiente de reacción (y con calefacción, si es necesario), la totalidad de los reactivos no se convierten en los productos. Después de un tiempo (que puede ser inferior a millonésimas de un segundo o mayor que la edad deluniverso), las reacciones opuestas, pueden alcanzar iguales velocidades de reacción, creando un equilibrio dinámico en el que la relación entre los reactivos y productos será fija. Esto se llama equilibrio químico.

El concepto de equilibrio químico fue desarrollado después de que Berthollet (1803) encontrase que algunas reacciones químicas son reversibles. Para que una reacción, tal como
\alpha A+ \beta B \rightleftarrows \sigma S + \tau T

pueda estar en equilibrio, las velocidades de reacción directa e inversa tienen que ser iguales. En esta ecuación química, con flechas apuntando en ambas direcciones para indicar el equilibrio, A y B son las especies químicas que reaccionan S y T son las especies productos, y α, β, σ y τ son los coeficientes estequiométricos de los reactivos y losproductos. La posición de equilibrio de la reacción se dice que está muy desplazada a la derecha, si, en el equilibrio, casi todos los reactivos se ha utilizado y a la izquierda si solamente se forma algo de producto a partir de los reactivos.

Guldberg y Waage (1865), basándose en las ideas de Berthollet, propusieron la ley de acción de masas:
\mbox{velocidad de la reacción directa} = k_+{A}^\alpha{B}^\beta \,\!
\mbox{velocidad de la reacción inversa} = k_{-} {S}^\sigma{T}^\tau \,\!

donde A, B, S y T son masas activas y k+ y k− son las constantes de velocidad. Cuando las velocidades de la reacción directa e inversa son iguales:
k_+ \left\{ A \right\}^\alpha \left\{B \right\}^\beta = k_{-} \left\{S \right\}^\sigma\left\{T \right\}^\tau \,

y la relación entre las constantes develocidad es también una constante, conocida ahora como constante de equilibrio.
K=\frac{k_+}{k_-}=\frac{\{S\}^\sigma \{T\}^\tau } {\{A\}^\alpha \{B\}^\beta}

Por convenio, los productos constituyen el numerador. Sin embargo, la ley de acción de masas es válida sólo para reacciones que transcurren en una etapa que proceden a través de un estado de transición único y no es válido, en general,...