Qwerty

E. Besalú. Àrea de Química Física. Departament de Química. Universitat de Girona. Dipòsit legal: GI-1383-2002.

PART II. EQUILIBRI
Tema 9. L'estat d'equilibri
Concepte d'equilibri químic. La constant d'equilibri. Desplaçaments de l'equilibri.
9.1. Introducció
9.2. Grau d’avenç d’una reacció química
9.3. Condició d'equilibri químic d'una reacció
9.4. Constants d'equilibri d'una reacció9.4.1. La constant d’equilibri termodinàmica, Ka
9.4.2. Les constants d’equilibri KP i Kγ
9.4.3. La constant d’equilibri Kc
9.4.4. La constant d’equilibri Kx
9.4.5. Algunes propietats de les constants d’equilibri
0
9.5. Nota sobre el significat de la fórmula ∆GT = −RT ln K a
9.6. Influència de la temperatura en la constant d'equilibri químic
9.6.1. Discussió qualitativa
9.6.2. Discussióquantitativa
9.7. Desplaçament de l'equilibri químic. El principi de Le Chatelier
9.7.1. Efecte del canvi de la temperatura
9.7.2. Efecte del canvi de la pressió
9.7.3. Efecte del canvi de la concentració
9.8. L'afinitat química i el principi de Le Chatelier

1

E. Besalú. Àrea de Química Física. Departament de Química. Universitat de Girona. Dipòsit legal: GI-1383-2002.

2

9.1.Introducció

L'experiència demostra que totes les reaccions químiques evolucionen fins assolir un
estat d'equilibri dinàmic. Caracteritzem aquest estat amb el nom d'equilibri
químic. En aquest estat, reactius i productes coexisteixen interconvertint-se uns en
els altres contínuament, mantenint sempre constant el nombre de molècules de cada
espècie.
Moltes vegades es fa patent que els reactiusnomés es converteixen parcialment en
productes. És el que es coneix amb el nom de “reaccions reversibles”. Com a
exemple, citem la síntesi de l'amoníac a partir del procés de Haber:
N2(g) + 3H2(g) ⇔ 2NH3(g)
Altres vegades, a la situació d'equilibri, la concentració de reactius és tan petita que
es considera, a efectes pràctics, que la reacció s'ha completat totalment. En aquest
cas es parla de“reaccions irreversibles”. Com a exemple podem considerar la
combustió del metà:
C4H10(g) + 13/2 O2(g) → 4CO2(g) + 5H2O(g)
Hem d’entendre la nomenclatura de reacció “reversible” o “irreversible” que acabem
de fer servir com una classificació química i no termodinàmica. Tot i els noms que es
donen a aquestes reaccions químiques, atès que són processos que esdevenen a la
natura de formaespontània, s'han de catalogar termodinàmicament com a
processos termodinàmics irreversibles. És per això que en emprar els adjectius
“reversible” i “irreversible” ho fem posant-los entre cometes.
Des d'un punt de vista sintètic o industrial, interessa aconseguir la màxima
transformació de reactius en productes. En aquest cas, la Termodinàmica ens
permetrà conèixer en quines condicions de pressió,volum i temperatura hauria de
tenir lloc la reacció per tal d'obtenir-ne el màxim benefici. Considerarem el cas de
treballar en condicions de P i T constants. És per això que la funció entalpia lliure de
Gibbs serà la funció potencial que haurem de prendre en consideració.
La Termodinàmica ens permet saber quina és la direcció del canvi espontani en una
reacció i en variar els paràmetresexperimentals. Ens permet avaluar quina serà la
composició de la mescla reaccionant en la situació d'equilibri. Malgrat tot, la
termodinàmica no ens informa amb quina velocitat els processos espontanis es
duran a terme. No ens informa sobre la cinètica del procés. És per això que molts
processos termodinàmicament favorables (s'obtenen els productes en condicions
experimentals assolibles i nocostoses) són cinèticament desfavorables (el procés
termodinàmic es du a terme molt lentament).

E. Besalú. Àrea de Química Física. Departament de Química. Universitat de Girona. Dipòsit legal: GI-1383-2002.

3

L'estat d'equilibri químic de les reaccions químiques anomenades “reversibles” en
sistemes tancats a P i T constants presenten les característiques següents:
1) La composició de...