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Lic. Quím. Jenny Fernández Vivanco CICLO 2012-I  Módulo: I Unidad: II I  Semana:  5 QUIMICA GENERAL
ORIENTACIONES ,[object Object],[object Object],[object Object]
Equilibrio Dinámico  ,[object Object],Soluciones saturadas en presencia del sólido Equilibrio líquido-vapor La doble flecha indica dinamicidad del sistema H 2 O(l)  H 2 O(g) NaCl(s)  NaCl(aq) H 2 O
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Equilibrio N 2 O 4  - NO 2 N 2 O 4  congelado es incoloro A Tª ambiente el N 2 O 4  se descompone en NO 2  (marrón) El equilibrio químico es el punto donde las concentraciones de todas las especie son constantes
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Equilibrio químico Concentraciones (mol/l) Tiempo (s) [HI] [I 2 ] [H 2 ]
Constante de equilibrio (K c ) ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
La constante de equilibrio ,[object Object],Constante de equilibrio en función de las concentraciones molares Carlos Timaná CEPRE-UNI
Ejercicio 1:   Escribir las expresiones de K C  para  los siguientes equilibrios químicos:  a) N 2 O 4 (g)    2  NO 2 (g); b) 2 NO(g) + Cl 2 (g)    2 NOCl(g); c)  CaCO 3 (s)    CaO(s) + CO 2 (g);  d) 2 NaHCO 3 (s)    Na 2 CO 3 (s) + H 2 O(g) + CO 2 (g).
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Ejercicio 3:   En un recipiente de 250 ml se introducen 3 g de PCl 5 , estableciéndose el equilibrio:  PCl 5 (g)     PCl 3   (g)  + Cl 2 (g) . Sabiendo que la K C  a la temperatura del experimento es 0,48, determinar la composición molar del equilibrio. .
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Ejemplo 4:  Calcular la constante K p  a 1000 K en la reacción de formación del amoniaco vista anteriormente. (K C  = 1,996 ·10 –2  M –2 ) Ejercicio 5 :  La constante de equilibrio de la reacción: N 2 O 4     2 NO 2   vale 0,671 a 45ºC . Calcule la presión total en el equilibrio en un recipiente que se ha llenado con N 2 O 4  a 10 atmósferas y a dicha temperatura. Datos: R = 0,082 atm·l·mol -1 ·K -1 .
Ejemplo 6:  En un matraz de 5 litros se introducen 2  moles de PCl 5 (g) y 1 mol de de PCl 3 (g) y se establece el siguiente equilibrio:  PCl 5 (g)    PCl 3 (g) + Cl 2 (g). Sabiendo que K c  (250 ºC) = 0,042;  a)  ¿cuáles son las concentraciones de cada sustancia en el equilibrio?;  b)  ¿cuál es el grado de disociación?
Significado de la K eq ,[object Object],[object Object]
Expresión de K eq : Sistemas homogéneos ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],2 3 Kp = Kc (RT) 2-(3+1)   =  Kc(RT) -2   R = 0,082 atm L / mol K
Expresión de K eq : Sistemas homogéneos ,[object Object],[object Object],[object Object],El H 2 O es solvente y su concentración no varía!!, es una constante!!   [CH 3 COOC 2 H 5 ] Kc = [CH 3 COOH][C 2 H 5 OH]
Expresión de K eq : Sistemas heterogéneos ,[object Object],La concentración de los sólidos y los líquidos puros  permanecen constante durante la reacción.
Expresión de K eq : Sistemas heterogéneos ,[object Object],[object Object],[object Object],Otro ejemplo: C(s) + H 2 O(g)  CO(g) + H 2 (g) K c  =  [H 2 O] 2 [CO][H 2 ] = P H 2 O 2 P CO P H 2 ( RT ) 1
Ejemplo de equilibrios múltiples N 2 O(g) + ½O 2   2 NO(g)   K c = ? N 2 (g) + ½O 2   N 2 O(g) K c(2) = 2.7x10 +18   N 2 (g) + O 2   2 NO(g) K c(3) = 4.7x10 -31   K c = [N 2 O][O 2 ] ½   [NO] 2 = [N 2 ][O 2 ] ½   [N 2 O] [N 2 ][O 2 ]  [NO] 2 K c(2) 1 K c(3) = = 1.7x10 -13 [N 2 ][O 2 ]  [NO] 2 = [N 2 ][O 2 ] ½   [N 2 O] =
Predicción de la dirección de una reacción Definimos para una reacción en general,  el cociente de reacción,  Q : C C   C D aA  +  bB  cC  +  dD Q  =  C A   C B c  d a  b A la derecha A la izquierda Q = K
Efectos de los cambios en el equilibrio ,[object Object],[object Object]
Relación entre K c  y   . ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
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Efectos de los cambios en el equilibrio: Cambios en la concentración ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],rxn
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FACTORES QUE AFECTAN EL EQUILIBRIO ¿Hacia dónde se desplazará  el equilibrio al:  a)  disminuir la presión?  b)  aumentar la temperatura? H 2 O(g) + C(s)    CO(g) + H 2 (g) (  H > 0)
Efecto de la temperatura Rosa claro Azul Si    T se obtiene color  rosa , y  si    T la disolución se vuelve  azul .  H  > 0.
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Efectos de los cambios en el equilibrio: adición de un catalizador ,[object Object],[object Object],[object Object]
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  • 2.
  • 3.
  • 4.
  • 5. Equilibrio N 2 O 4 - NO 2 N 2 O 4 congelado es incoloro A Tª ambiente el N 2 O 4 se descompone en NO 2 (marrón) El equilibrio químico es el punto donde las concentraciones de todas las especie son constantes
  • 6. Equilibrio N 2 O 4 - NO 2
  • 7.
  • 8.
  • 9. Equilibrio químico Concentraciones (mol/l) Tiempo (s) [HI] [I 2 ] [H 2 ]
  • 10.
  • 11.
  • 12. Ejercicio 1: Escribir las expresiones de K C para los siguientes equilibrios químicos: a) N 2 O 4 (g)  2  NO 2 (g); b) 2 NO(g) + Cl 2 (g)  2 NOCl(g); c)  CaCO 3 (s)  CaO(s) + CO 2 (g); d) 2 NaHCO 3 (s)  Na 2 CO 3 (s) + H 2 O(g) + CO 2 (g).
  • 13.
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  • 15. Ejercicio 3: En un recipiente de 250 ml se introducen 3 g de PCl 5 , estableciéndose el equilibrio: PCl 5 (g)  PCl 3 (g) + Cl 2 (g) . Sabiendo que la K C a la temperatura del experimento es 0,48, determinar la composición molar del equilibrio. .
  • 16.
  • 17.
  • 18. Ejemplo 4: Calcular la constante K p a 1000 K en la reacción de formación del amoniaco vista anteriormente. (K C = 1,996 ·10 –2 M –2 ) Ejercicio 5 : La constante de equilibrio de la reacción: N 2 O 4  2 NO 2 vale 0,671 a 45ºC . Calcule la presión total en el equilibrio en un recipiente que se ha llenado con N 2 O 4 a 10 atmósferas y a dicha temperatura. Datos: R = 0,082 atm·l·mol -1 ·K -1 .
  • 19. Ejemplo 6: En un matraz de 5 litros se introducen 2  moles de PCl 5 (g) y 1 mol de de PCl 3 (g) y se establece el siguiente equilibrio: PCl 5 (g)  PCl 3 (g) + Cl 2 (g). Sabiendo que K c (250 ºC) = 0,042; a) ¿cuáles son las concentraciones de cada sustancia en el equilibrio?; b) ¿cuál es el grado de disociación?
  • 20.
  • 21.
  • 22.
  • 23.
  • 24.
  • 25. Ejemplo de equilibrios múltiples N 2 O(g) + ½O 2 2 NO(g) K c = ? N 2 (g) + ½O 2 N 2 O(g) K c(2) = 2.7x10 +18 N 2 (g) + O 2 2 NO(g) K c(3) = 4.7x10 -31 K c = [N 2 O][O 2 ] ½ [NO] 2 = [N 2 ][O 2 ] ½ [N 2 O] [N 2 ][O 2 ] [NO] 2 K c(2) 1 K c(3) = = 1.7x10 -13 [N 2 ][O 2 ] [NO] 2 = [N 2 ][O 2 ] ½ [N 2 O] =
  • 26. Predicción de la dirección de una reacción Definimos para una reacción en general, el cociente de reacción, Q : C C C D aA + bB cC + dD Q = C A C B c d a b A la derecha A la izquierda Q = K
  • 27.
  • 28.
  • 29.
  • 30.
  • 31. Efectos de los cambios en el equilibrio: Cambios en la concentración
  • 32.
  • 33.
  • 34. FACTORES QUE AFECTAN EL EQUILIBRIO ¿Hacia dónde se desplazará el equilibrio al: a)  disminuir la presión? b) aumentar la temperatura? H 2 O(g) + C(s)  CO(g) + H 2 (g) (  H > 0)
  • 35. Efecto de la temperatura Rosa claro Azul Si  T se obtiene color rosa , y si  T la disolución se vuelve azul .  H > 0.
  • 36. Efecto de la temperatura
  • 37.
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