equilibrioquímico

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¿Qué es un equilibrio químico? ,[object Object],[object Object]

Equilibrio de moléculas (H 2 + I 2  2 HI) © GRUPO ANAYA. S.A.

Variación de la concentración con el tiempo (H 2 + I 2  2 HI) Equilibrio químico Concentraciones (mol/l) Tiempo (s) [HI] [I 2 ] [H 2 ]

Reacción: H 2 + I 2  2 HI

Constante de equilibrio (K c ) ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

Constante de equilibrio (K c ) ,[object Object],[object Object],[object Object]

Ejemplo: Tengamos el equilibrio: 2 SO 2 (g) + O 2 (g)  2 SO 3 (g). Se hacen cinco experimentos en los que se introducen diferentes concentraciones iniciales de ambos reactivos (SO 2 y O 2 ). Se produce la reacción y una vez alcanzado el equilibrio se miden las concentraciones tanto de reactivos como de productos observándose los siguientes datos: 280,6 0,363 0,343 0,037 0,25 0,40 0,15 Exp 5 280,5 0,568 0,066 0,132 0,70 — — Exp 4 280,0 0,143 0,026 0,053 0,20 — — Exp 3 280,7 0,135 0,332 0,014 — 0,40 0,15 Exp 2 279,2 0,170 0,155 0,030 — 0,20 0,20 Exp 1 K c [SO 3 ] [O 2 ] [SO 2 ] [SO 3 ] [O 2 ] [SO 2 ] Concentr. equilibrio (mol/l) Concentr. iniciales (mol/l)

[object Object],[object Object],[object Object],280,6 0,363 0,343 0,037 0,250 0,400 0,150 Exp 5 280,5 0,568 0,066 0,132 0,700 — — Exp 4 280,0 0,143 0,026 0,053 0,200 — — Exp 3 280,1 0,135 0,332 0,014 — 0,400 0,150 Exp 2 279,2 0,170 0,115 0,030 — 0,200 0,200 Exp 1 K c [SO 3 ] [O 2 ] [SO 2 ] [SO 3 ] [O 2 ] [SO 2 ] Concentr. equilibrio (mol/l) Concentr. iniciales (mol/l)

Ejercicio A: 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). ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

Significado del valor de K c tiempo K C ≈ 10 0 concentración tiempo K C > 10 5 concentración K C < 10 -2 concentración tiempo

Ejemplo: En un recipiente de 10 litros se introduce una mezcla de 4 moles de N 2 (g) y 12  moles de H 2 (g); a) escribir la reacción de equilibrio; b) si establecido éste se observa que hay 0,92 moles de NH 3 (g), determinar las concentraciones de N 2 e H 2 en el equilibrio y la constante K c. ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

Ejercicio B: 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. . ,[object Object],[object Object],[object Object],Moles equil. 0,0014 0,013 0,013

Constante de equilibrio (K p ) ,[object Object]

Constante de equilibrio (K p ) ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

Constante de equilibrio (K p ) (continuación) ,[object Object],[object Object],[object Object]

Ejemplo: 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 ) ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],Ejercicio C: 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 . Problema Selectividad (Junio 97)

Ejercicio C (cont): 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 . ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],Problema Selectividad (Junio 97)

Magnitud de K c y K p . ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

Grado de disociación (  ). ,[object Object],[object Object],[object Object]

Ejemplo: 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? ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

Ejemplo (cont): 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? ,[object Object],[object Object],[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]

Ejemplo: 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? ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

EjercicioD: En el equilibrio anterior (K c = 0,042): PCl 5 (g)  PCl 3 (g) + Cl 2 (g) ¿cuál sería el grado de disociación y el número de moles en el equilibrio de las tres sustancias si pusiéramos únicamente 2 moles de PCl 5 (g) en los 5 litros del matraz? ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

EjercicioD (cont): En el equilibrio anterior (K c = 0,042): PCl 5 (g)  PCl 3 (g) + Cl 2 (g) ¿cuál sería el grado de disociación y el número de moles en el equilibrio de las tres sustancias si pusiéramos únicamente2 moles de PCl 5 (g) en los 5  litros del matraz? ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],1,45 moles 0,55 moles 0,55 moles

EjercicioE: A 450 ºC y 10 atm de presión el NH 3 (g) está disociado en un 95,7 % según la reacción: 2 NH 3 (g)  N 2 (g) + 3 H 2 (g). Calcular K C y K P a dicha temperatura. ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

EjercicioE (cont): A 450 ºC y 10 atm de presión el NH 3 (g) está disociado en un 95,7 % según la reacción: 2 NH 3 (g)  N 2 (g) + 3 H 2 (g). Calcular K C y K P a dicha temperatura. ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

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Cociente de reacción (Q) ,[object Object],[object Object]

Cociente de reacción (Q) (cont) ,[object Object],[object Object],[object Object],Ver Le Chat (simulación equilibrio)

Ejemplo: En un recipiente de 3 litros se introducen 0,6 moles de HI, 0,3 moles de H 2 y 0,3 moles de I 2 a 490ºC. Si K c = 0,022 a 490ºC para 2 HI(g)  H 2 (g) + I 2 (g) a) ¿se encuentra en equilibrio?; b) Caso de no encontrarse, ¿cuantos moles de HI, H 2 e I 2 habrá en el equilibrio? ,[object Object],[object Object],[object Object]

Ejemplo (cont): En un recipiente de 3 litros se introducen 0,6 moles de HI, 0,3 moles de H 2 y 0,3 moles de I 2 a 490ºC. Si K c = 0,022 a 490ºC para 2 HI(g)  H 2 (g) + I 2 (g) a) ¿se encuentra en equilibrio?; b) Caso de no encontrarse, ¿cuantos moles de HI, H 2 e I 2 habrá en el equilibrio? ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

Ejemplo (cont): b) Caso de no encontrarse, ¿cuantos moles de HI, H 2 e I 2 habrá en el equilibrio? ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

Modificaciones del equilibrio ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

Cambio en la concentración de alguno de los reactivos o productos. ,[object Object],[object Object],[object Object]

Ejemplo: En el equilibrio anterior: PCl 5 (g)  PCl 3 (g) + Cl 2 (g) ya sabemos que partiendo de 2 moles de PCl 5 (g) en un volumen de 5 litros, el equilibrio se conseguía con 1,45 moles de PCl 5 , 0,55 moles de PCl 3 y 0,55 moles de Cl 2 ¿cuántos moles habrá en el nuevo equilibrio si una vez alcanzado el primero añadimos 1 mol de Cl 2 al matraz? (K c = 0,042) ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

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Cambio en la presión (o volumen) ,[object Object],[object Object]

Cambio en la presión (o volumen) (continuación) ,[object Object],[object Object],[object Object]

Ejemplo: Una mezcla gaseosa constituida inicial-mente por 3,5 moles de hidrógeno y 2,5 de yodo, se calienta a 400ºC con lo que al alcanzar el equilibrio se obtienen 4.5 moles de HI, siendo el volumen del recipiente de reacción de 10 litros. Calcule: a) El valor de las constantes de equilibrio K c y K p ; b) La concentración de los compuestos si el volumen se reduce a la mitad manteniendo constante la temperatura a 400ºC. ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],Problema Selectividad (Junio 98)

Ejemplo (cont) : b) La concentración de los compuestos si el volumen se reduce a la mitad manteniendo constante la temperatura a 400ºC. ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],Problema Selectividad (Junio 98)

Cambio en la temperatura. ,[object Object],[object Object]

Ejemplo: ¿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) ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

Principio de Le Chatelier ,[object Object]

Variaciones en el equilibrio ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],MUY IMPORTANTE MUY IMPORTANTE Variación en el equilibrio

Importancia en procesos industriales. ,[object Object],[object Object]

Equilibrios heterogéneos ,[object Object],[object Object],[object Object]

Equilibrios heterogéneos (cont). ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

Ejemplo: En un recipiente se introduce cierta cantidad de carbamato amónico, NH 4 CO 2 NH 2 sólido que se disocia en amoniaco y dióxido de carbono cuando se evapora a 25ºC. Sabiendo que la constante K P para el equilibrio NH 4 CO 2 NH 2 (s)  2  NH 3 (g) + CO 2 (g) y a esa temperatura vale 2,3·10 -4 . Calcular K C y las presiones parciales en el equilibrio. ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

Reacciones de precipitación. ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

Solubilidad (s). ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

Producto de solubilidad (K S o P S ) en elctrolitos de tipo AB. ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

Ejemplo: Deduce si se formará precipitado de cloruro de plata cuyo K S = 1,7 x 10 -10 a 25ºC al añadir a 250 cm 3 de cloruro de sodio 0,02 M 50 cm 3 de nitrato de plata 0,5 M. ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

Producto de solubilidad en otro tipo de electrolito. ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

Factores que afectan a la solubilidad ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

Efecto ion común. ,[object Object],[object Object],[object Object]

Ejemplo: ¿Cuál será la solubilidad del cloruro de plata si añadimos nitrato de plata hasta una concentración final 0,002 M? ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

Ejercicio: En equilibrio de disolución de bromuro de plata cuya K s =5,2 x 10  13 ¿cuál será la nueva solubilidad a ½ litro de disolución saturada 0,2 ml de una disolución 0,001 M de bromuro de potasio? ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

Influencia del pH por formación de un ácido débil . ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

Cambio en la solubilidad por formación de una base débil . ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

Formación de un complejo estable. ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

Oxidación o reducción de iones. ,[object Object],[object Object],[object Object]

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