EQUILIBRIO QUIMICO

1. REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITECNICO SANTIAGO MARIÑO
EXTENCION PORLAMAR
EQUILIBRIO QUIMICO
ALUMNO:
EDWIN JESUS HERNANDEZ RIVAS

2. QUE ES EQUILIBRIO
QUIMICO
es un estado de un sistema reaccionante en el que no se
observan cambios a medida que transcurre el tiempo, a
pesar de que siguen reaccionando entre sí las sustancias
presentes. En la mayoría de las reacciones químicas, los
reactivos no se consumen totalmente para obtener los
productos deseados, sino que, por el contrario, llega un
momento en el que parece que la reacción ha concluido.
Podemos comprobar, analizando los productos formados y
los reactivos consumidos, que la concentración de todos
permanece constante.¿significa esto que realmente la
reacción se ha parado? Evidentemente no; una reacción en
equilibrio es un proceso dinámico en el que
continuamente los reactivos se están convirtiendo en
productos y los productos se convierten en reactivos;
cuando lo hacen a la misma velocidad nos da la sensación
de que la reacción se ha paralizado.

3. Esto, en términos de velocidad, se puede expresar según consta
en la Figura.
Así pues, si tenemos una reacción:
v d =velocidad de formación de los
productos (velocidad directa)
v i =velocidad de descomposición de los
productos (velocidad inversa)Cuando ambas
velocidades se igualan, se considera que el
sistema está en equilibrio
Se puede deducir que el sistema evolucionará cinéticamente, en
uno u otro sentido, con el fin de adaptarse a las condiciones
energéticas más favorables. Cuando estas se consigan, diremos
que se ha alcanzado el equilibrio, esto es,ΔG=0 (ver el Apartado
5.9 de esta Unidad).En un sistema en equilibrio se dice que el
mismo se encuentra desplazado hacia la derecha si hay más
cantidad de productos (C y D) presentes en el mismo que de
reactivos (A y B), y se encontrará desplazado hacia la izquierda
cuando ocurra lo contrario. Se podrían tener, por tanto, las dos
situaciones representadas en la Figura 5.2.Consideremos la
reacción de obtención del trióxido de azufre a partir de azufre y
oxígeno a 1 000 °C según

7. CONSTANTE DE EQUILIBRIO
En el ejemplo estudiado anteriormente se comprueba
que las concentraciones de las sustancias que
intervienen en el proceso, cuando este llega al
equilibrio, son las mismas, independiente-mente de la
concentración inicial.Esto hace pensar que debe existir
una relación entre ellas que permanezca constante,
siempre y cuando la temperatura no varíe. Fue así
como Guldberg y Waage, en 1864, encontraron, de una
forma absolutamente experimental, la ley que
relacionaba las concentraciones de los reactivos y
productos en el equilibrio con una magnitud, que se
denominó
constante de equilibrio.
Es importante
diferenciar entre el
equilibrio
en términos de veloci-
dad, en el que ambas
velocidades son iguales,
del equilibrio en tér-
minos de
concentraciones, donde
estas pueden ser, y
normalmente son,
distintas

8. La constante de equilibrio (K) se expresa como la
relación entre las concentraciones molares (mol/l) de
reactivos y productos. Su valor en una reacción
química depende de la temperatura, por lo que ésta
siempre debe especificarse. La expresión de una
reacción genérica es:
En el numerador se escribe el producto de las
concentraciones de los productos y en el denominador
el de los reactivos. Cada término de la ecuación se
eleva a una potencia cuyo valor es el del coeficiente
estequiométrico en la ecuación ajustada.
La constante de equilibrio: Kc o Kp
Cuando se trata de mezclas gaseosas, a veces resulta más
adecuado describir la composición en términos de
presiones parciales. Para ello hay que adaptar la
expresión de la constante de equilibrio y referirla, en vez
de a concentraciones Kc, a presiones parciales Kp.
Kp y Kc se relacionan mediante la ley de los gases ideales,
de forma que conocida una puede conocerse la otra:
PV = nRT Þ P = (n/V) RT Þ P = cRT
Para cada componente del equilibrio se puede escribir
una ecuación similar, de tal forma que en el siguiente
ejemplo puede deducirse que:

9. Generalizando:
Kp = Kc (RT)Dn
de manera que Dn es la variación del número
de moles en la ecuación. Se representa como
la diferencia entre el número de moles de gas
en los productos y el número de moles de
gas en los reactivos:
Dn = ngas (productos) - ngas (reactivos)
en las reacciones en que no existe variación
en el número de moles, Kc = Kp.
Magnitud de la constante de equilibrio
La magnitud de la constante de equilibrio informa sobre
el estado de equilibrio, es decir, sobre la extensión con
que una reacción química se lleva a cabo.
Si la constante de equilibrio para una reacción química
(Kp o Kc) tiene un valor muy grande, el grado de
conversión de reactivos a productos es muy alto. Por el
contrario, valores numéricos de Kp o Kc muy pequeños
indican que el grado de conversión de reactivos a
productos es muy pequeño.
Por ejemplo, en las siguientes reacciones, que
transcurren ambas a 298 K:

10. El valor alto de Kc para la primera ecuación indica
que prácticamente toda la cantidad de reactivos se
ha convertido en productos.
Por el contrario, el valor bajo de Kc para la
segunda ecuación indica que la cantidad de
reactivos que se ha convertido en productos es
muy baja.
Cociente de reacción
El cociente de reacción se designa con la letra Q y coincide con la
expresión de la constante de equilibrio, pero con la diferencia de que
puede ser evaluado en cualquier instante de la reacción y para
cualquier valor de las concentraciones de los reactivos y/o de los
productos. No es necesario el estado de equilibrio para calcular el valor
de Q.
Para la reacción:
pueden darse las siguientes situaciones:
Si Q = Kc, el sistema esta en equilibrio.
Si Q ¹? Kc, el sistema evolucionará hacia el
estado de equilibrio. Para saber en que
sentido evolucionará la reacción es
necesario comparar los valores de ambos:
Si Q < Kc, significa que el cociente de las
concentraciones iniciales es menor que el
que debería ser en el equilibrio. El modo
de alcanzar el equilibrio es incrementar la
concentración de HI (g), ya que asi se
reducen las de H2 (g) y I2 (g). La reacción
directa se produce con mayor extensión
que la inversa, hasta que se alcanza el
equilibrio.
Si Q > Kc, el valor del cociente de las
concentraciones iniciales es superior al
que corresponde al estado de equilibrio.
La reacción inversa se produce con mayor
extensión que la directa, hasta que el
valor de Q se iguala con Kc.