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EQUILIBRIO QUÍMICO
CONTENIDOS   Concepto de equilibrio químico   Características del equilibrio   Constante de equilibrio   Tipos de equi...
¿ QUÉ ES UN EQUILIBRIO QUÍMICO?   Es una reacción que nunca llega a completarse,    pues se produce en ambos sentidos ( l...
EJEMPLO: SEA LA REACCIÓN: H2 + I2 ⇌      2HI                            A medida que pasa el tiempo,                     ...
VARIACIÓN DE LA CONCENTRACIÓN CON EL TIEMPO                             Equilibrio químico   Concentraciones (mol/l)      ...
CARACTERÍSTICAS DEL EQUILIBRIO QUÍMICO   A nivel macroscópico, el equilibrio es estático, debido a    que las propiedades...
CONSTANTE DE EQUILIBRIO (KC)La constante de equilibrio es la relación que se estableceentre las concentraciones de reactiv...
Ejemplo: Escribir las expresiones de KC para los siguientes         equilibrios químicos:   H2(g) + I2(g) ⇌ 2HI(g)       ...
CONSTANTE DE EQUILIBRIO (KP) En las reacciones en que intervengan gases es mas sencillo medir presiones parciales que conc...
RELACIÓN ENTRE KP Y KCPara la reacción: a A(g) + b B(g) ⇌ c C(g) + d D(g)         c       d        pC      pD       [C ]c ...
CONSTANTE DE EQUILIBRIO. PROPIEDADES.    La constante de equilibrio “no tiene unidades”.    La magnitud de Kc es una med...
TIPOS DE EQUILIBRIOEQUILIBRIO HOMOGÉNEO  Son aquellos sistemas donde los reactantes y productos seencuentran en una misma ...
FACTORES QUE AFECTAN A LA POSICIÓN DEL EQUILIBRIO Principio de Le Chatelier: Si un sistema químico en equilibrio es pertur...
Cambios en la concentraciónUn aumento de la concentración de uno de los reactivos, hace que el equilibrio sedesplace hacia...
Cambios de presión o volumenLa variación de la presión en un equilibrio, sólo influye cuando intervienensustancias en esta...
Cambios en la temperaturaSe observa que, al aumentar temperatura el sistema se desplaza haciadonde se consuma calor, es de...
Introducción de un catalizadorUn catalizador cambia la velocidad de una reacción, pero no desvía elequilibrio hacia los pr...
VARIACIONES EN EL EQUILIBRIO   [reactivos] ↑   [reactivos] ↓   [productos] ↑   [productos] ↓    T ↑ (exotérmicas)   ...
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Clase de equilibrio quimico

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Clase de equilibrio quimico

  1. 1. EQUILIBRIO QUÍMICO
  2. 2. CONTENIDOS Concepto de equilibrio químico Características del equilibrio Constante de equilibrio Tipos de equilibrio Principio de Le Chatelier Prof: Antonio Huamán. N
  3. 3. ¿ QUÉ ES UN EQUILIBRIO QUÍMICO? Es una reacción que nunca llega a completarse, pues se produce en ambos sentidos ( los reactantes forman productos, y a su vez, éstos forman de nuevo los reactantes) Cuando las concentraciones de cada una de las sustancias que intervienen (reactantes y productos) permanecen constante con el paso del tiempo se llega al EQUILIBRIO QUÍMICO.
  4. 4. EJEMPLO: SEA LA REACCIÓN: H2 + I2 ⇌ 2HI  A medida que pasa el tiempo, el H2 y el I2 reaccionan hasta formar HI según VD , por ser una reacción reversible el HI se transforma a H2 y I2 según VI.  Cuando VD = VI se dice que el sistema alcanza el equilibrio, por lo tanto las propiedades macroscópicas como la temperatura, concentración, densidad, presión, etc. permanecen constante.
  5. 5. VARIACIÓN DE LA CONCENTRACIÓN CON EL TIEMPO Equilibrio químico Concentraciones (mol/l) [HI] [I2] [H2] Tiempo (s)
  6. 6. CARACTERÍSTICAS DEL EQUILIBRIO QUÍMICO A nivel macroscópico, el equilibrio es estático, debido a que las propiedades (presión, temperatura, calor de reacción, etc.) permanecen inalterables. A nivel molecular, el equilibrio es dinámico, debido a que la velocidad directa (VD) e inversa (VI ) son iguales. El equilibrio es espontaneo, es decir se da en un tiempo finito sin la influencia de factores externos. El equilibrio conserva sus propiedades y la naturaleza de las sustancias en cualquier sentido
  7. 7. CONSTANTE DE EQUILIBRIO (KC)La constante de equilibrio es la relación que se estableceentre las concentraciones de reactivos y productos cuandose alcanza el estado de equilibrio.Deducimos su expresión:Sea la siguiente reacción reversible a A(g) + b B(g) ⇌ c C(g) + d D(g)Si tiene lugar mediante un mecanismo de un solo pasoVD= KD[A]a[B]b y VI= KI[C]c[D]dEn el equilibrio: VD= VIigualando se tiene : [C ]c [D]d Kc [ A]a [B]b
  8. 8. Ejemplo: Escribir las expresiones de KC para los siguientes equilibrios químicos: H2(g) + I2(g) ⇌ 2HI(g) [HI ]2 Kc [H2 ] [I2 ] [SO3 ]2 2SO2(g) + O2(g) ⇌ 2SO3(g) KC [SO2 ]2 [O2 ] [NO2 ]2 N2O4(g) ⇌ 2NO2(g) Kc [N2O4 ]
  9. 9. CONSTANTE DE EQUILIBRIO (KP) En las reacciones en que intervengan gases es mas sencillo medir presiones parciales que concentraciones, en este caso la constante de equilibrio la designaremos por Kp. Para el siguiente sistema general en fase gaseosa a A(g) + b B(g) ⇌ c C(g) + d D(g) se define: c d pC pD KP a d pA pD
  10. 10. RELACIÓN ENTRE KP Y KCPara la reacción: a A(g) + b B(g) ⇌ c C(g) + d D(g) c d pC pD [C ]c (RT )c [D ]d (RT )dKP a d pA pD [ A]a (RT )a [B]b (RT )b [C ]c [D ]d (RT )c (RT )d ng KC (RT ) [ A]a [B]b (RT )a (RT )bpor lo tanto: n KP KC (RT )donde: ∆n= (c+d) – (a+b) R= 0,082 atm.L / mol.K T= temperatura absoluta (K)
  11. 11. CONSTANTE DE EQUILIBRIO. PROPIEDADES.  La constante de equilibrio “no tiene unidades”.  La magnitud de Kc es una medida de la extensión en la que tiene lugar la reacción. Si Kc >> 1: la mayoría de los reactivos se transforman en producto Si Kc << 1: la mayoría de los reactivos permanecen sin reaccionar y sólo se forman cantidades pequeñas de productos  El valor de Kc: - Sólo varia con la temperatura - Es constante a una temperatura dada - Es independiente de las concentraciones iniciales
  12. 12. TIPOS DE EQUILIBRIOEQUILIBRIO HOMOGÉNEO Son aquellos sistemas donde los reactantes y productos seencuentran en una misma fase o en un mismo estado físicoEjemplo 1N2(g) + 3H2(g) ⇌ 2NH3(g) KC=[NH3]2 / [N2].[H2]3EQUILIBRIO HETEROGÉNEO Son sistemas donde las sustancias se encuentran en más de unafase o más de un estado físicoEjemplo CaCO3(s) + calor ⇌ CaO(s) + CO2(g) KC=[CO2]
  13. 13. FACTORES QUE AFECTAN A LA POSICIÓN DEL EQUILIBRIO Principio de Le Chatelier: Si un sistema químico en equilibrio es perturbado por un cambio en la concentración, presión o temperatura, el sistema se desplazara, si es posible, para contrarrestar parcialmente el cambio y alcanzar de nuevo el equilibrio. Tipos de cambios a considerar: - Cambios en la concentración. - Cambios en la presión - Cambios de temperatura. - Introducción de catalizadores.
  14. 14. Cambios en la concentraciónUn aumento de la concentración de uno de los reactivos, hace que el equilibrio sedesplace hacia la formación de productos, y a la inversa en el caso de que sedisminuya dicha concentración de uno de los reactivos se compensara dicha faltahacia la formación de reactivos.Y un aumento en la concentración de los productos hace que el equilibrio sedesplace hacia la formación de reactivos, y viceversa en el caso de que sedisminuya la concentración de uno de los productos, el sistema reaccionadesplazándose hacia los productos.Ejemplo: Sea el siguiente sistema en equilibrio 1N2(g) + 3H2(g) ⇌ 2NH3(g)Si introducimos cierta cantidad de N2 o H2 al reactor químico se aumentara lasconcentraciones de N2 o H2 , la reacción de equilibrio se desplazará hacia laderecha (→) para disminuir dichas concentraciones.
  15. 15. Cambios de presión o volumenLa variación de la presión en un equilibrio, sólo influye cuando intervienensustancias en estado gaseoso y se verifica una variación en el número demoles entre reactivos y productos. Si aumenta la presión se desplazaráhacia donde existan menor número de moles gaseosos, para asícontrarrestar el efecto de disminución de volumen.En cambio, si se disminuye la presión, se favorecerá la reacción en la quelos productos ocupen un volumen mayor que los reactivosEjemplo: Sea el siguiente sistema en equilibrio 2SO2(g) + 1O2(g) ⇌ 2SO3(g) 3 moles 2 molesSi aumentamos la presión, el sistema contrarresta esta perturbacióndisminuyendo la presión, desplazándose hacia el sentido que disminuya elnúmero de moles, es decir, hacia la derecha (→) para alcanzar luego unnuevo equilibrio.
  16. 16. Cambios en la temperaturaSe observa que, al aumentar temperatura el sistema se desplaza haciadonde se consuma calor, es decir, hacia la izquierda en las reaccionesexotérmicas y hacia la derecha en las endotérmicas.Si disminuye la temperatura el sistema se desplaza hacia donde sedesprenda calor (derecha en las exotérmicas e izquierda en lasendotérmicas).Ejemplo: Sea el siguiente sistema en equilibrio 1N2(g) + 3H2(g) ⇌ 2NH3(g) + calorSi aumentamos la temperatura (calentando el reactor), la reacción sedesplaza en el sentido que consuma calor, de ese modo logra disminuir latemperatura, esto implica que la reacción se desplaza hacia la izquierda (←)y luego se establecerá un nuevo equilibrio.
  17. 17. Introducción de un catalizadorUn catalizador cambia la velocidad de una reacción, pero no desvía elequilibrio hacia los productos ni hacia los reactivos.Afecta igualmente a la energía de activación de la reacción directa y ala de la inversa y por ello, lo único que hace es que el equilibrio sealcanza con mayor rapidez
  18. 18. VARIACIONES EN EL EQUILIBRIO [reactivos] ↑ [reactivos] ↓ [productos] ↑ [productos] ↓ T ↑ (exotérmicas) T ↑ (endotérmicas) T ↓ (exotérmicas) T ↓ (endotérmicas) p ↑ Hacia donde menos nº moles de gases p ↓ Hacia donde más nº moles de gases

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