Curso Utch

1. Compilado por:
ALEXÁNDER GUTIÉRREZ M.ALEXÁNDER GUTIÉRREZ M.
ROBERTO GUTIÉRREZ P.
Programa de Licenciatura
en Biología y Química
Programa de Licenciatura
en Biología y Química

2. ¿Qué es un equilibrio químico?
Es una reacción que nunca llega a
completarse, pues se produce en
ambos sentidos (los reactivos forman
productos, y a su vez, éstos forman de
nuevo reactivos).
Cuando se llega al equilibrio, las
concentraciones de los reactivos y
productos permanecen constantes en
el tiempo.

3. Equilibrio Químico
aA + bB → cC + dD V directa
cC + dD → aA + bB, V inversa
La reacción es reversible
aA + bB cC + dD
V directa = V inversa
Inicialmente
En un determinado tiempo

4. aA + bB cC + dD
Variación de las concentraciones con el tiempo

5. Equilibrio de moléculas
(H2 + I2 2 HI)

6. Variación de la concentración
con el tiempo (H2 + I2 2 HI)
Equilibrio químico
Concentracion
Tiempo (s)
[HI]
[I2]
[H2]

7. Reacción: H2 + I2 2 HI

8. Equilibrio físico
H2O (l)
Equilibrio químico
N2O4 (g)
H2O (g)
2NO2 (g)

9. N2O4 (g) 2NO2 (g)

10. N2O4 (g) 2NO2 (g)
Al principio con NO2 Al principio con N2O4 Al principio con
NO2 y N2O4
equilibrio
equilibrio
equilibrio
TiempoTiempoTiempo
Concentración
Concentración
Concentración

11. Constante de equilibrio (Kc)
En una reacción cualquiera:
a A + b B c C + d D
[ ] [ ]
[ ] [ ]
c d
c a b
C D
K
A B
×
=
×
Ejemplo: H2(g)+ I2(g) 2 HI (g)
2
2 2
[ ]
[ ] [ ]
c
HI
K
H I
=
×

12. Ejemplo: Tenemos el equilibrio:
2 SO2(g) + O2(g) 2 SO3(g)
Concentr. iniciales
(mol/l)
Concentr. equilibrio
(mol/l)
[SO2
] [O2
] [SO3
] [SO2
] [O2
] [SO3
] Kc
Exp 1 0,20 0,20 — 0,030 0,115 0,170 279,2
Exp 2 0,15 0,40 — 0,014 0,332 0,135 280,7
Exp 3 — — 0,20 0,053 0,026 0,143 280,0
Exp 4 — — 0,70 0,132 0,066 0,568 280,5
Exp 5 0,15 0,40 0,25 0,037 0,343 0,363 280,6
2
3
2
2 2
[ ]
[ ] [ ]
C
SO
K
SO O
=
×

13. Significado del valor de Kc
tiempo
KC ≈ 100
concentración
tiempo
KC > 105
concentración
KC < 10-2
concen
tiempo
- reactantes
- productos

14. K >> 1
K << 1
a la derecha Favorece a los productos
a la izquierda Favorece a los reactivos
La reacción se desplaza:
N2O4 (g) 2NO2 (g)
= 4.63 x 10-3
K =
[NH3]2
[N2] [H2]3
Favorece al reactivo
N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)
K =
[NO2]2
[N2O4]
= 4,1X10
8
Favorece al producto
Ejemplos a 25 °C:

15. 1. Sólo varía con la temperatura.
2. Es constante a una temperatura dada.
3. Es independiente de las concentraciones
iniciales.
Constante de equilibrio (Kc)

16. Equilibrio homogéneo
Se presenta en una reacción en que todas las especies
reactivas están en la misma fase.
N2O4 (g) 2NO2 (g) Kc =
[NO2]2
[N2O4]

17. Constante de equilibrio (Kp)
En las reacciones en que intervengan gases es
mas sencillo medir presiones parciales que
concentraciones:
a A(g) + b B(g) c C(g) + d D(g)
Kp se define por:
pc
c
· pD
d
Kp = ————
pA
a
· pB
b

18. Equilibrio heterogéneo
Se manifiesta cuando en una reacción los reactivos y productos
están en diferentes fases .
CaCO3 (s) CaO (s) + CO2 (g)
Kc =‘
[CaO][CO2]
[CaCO3]
[CaCO3] = constante
[CaO] = constante
= Kc = [CO2]Kc x‘
[CaCO3]
[CaO]
La concentración de sólidos y líquidos puros no son
incluidos en la expresión para la constante de equilibrio.

19. PCO 2
= Kp
CaCO3 (s) CaO (s) + CO2 (g)
PCO2 No depende de la cantidad de CaCO3 o CaO

20. RESUMEN DE LAS REGLAS PARA ESCRIBIR LAS
EXPRESIONES DE LAS CONSTANTES DE EQUILIBRIO
• Las concentraciones de las especies reactivas en fase
condensada se expresan en M. En la fase gaseosa, las
concentraciones se pueden expresar en M o en atm.
• Las concentraciones de sólidos puros, líquidos puros y
disolventes no aparecen en las expresiones de constantes
de equilibrio.
• La constante de equilibrio es una cantidad que no tiene
unidades.
• Citando un valor por la constante de equilibrio, debe
especificar la ecuación balanceada y la temperatura.

21. Cociente de reacción (Q)
En una reacción cualquiera:
a A + b B c C + d D
se llama cociente de reacción a:
Tiene la misma fórmula que la Kc pero a
diferencia que las concentraciones no tienen por
qué ser las del equilibrio.
[ ] [ ]
[ ] [ ]
×
=
×
c d
a b
C D
Q
A B

22. Cociente de reacción (Q)
Si Q = Kc entonces el sistema está en
equilibrio.
[ ] [ ]
[ ] [ ]
×
=
×
c d
a b
C D
Q
A B
= Kc

23. Cociente de reacción (Q)
Si Q < Kc el sistema evolucionará hacia la derecha,
es decir, aumentarán las concentraciones de los
productos y disminuirán las de los reactivos hasta
que Q se iguale con Kc.
[ ] [ ]
[ ] [ ]
×
=
×
c d
a b
C D
Q
A B
< Kc

24. Cociente de reacción (Q)
Si Q > Kc el sistema evolucionará hacia la izquierda,
es decir, aumentarán las concentraciones de los
reactivos y disminuirán las de los productos hasta
que Q se iguale con Kc.
[ ] [ ]
[ ] [ ]
×
=
×
c d
a b
C D
Q
A B
> Kc

25. Ejemplo: En un recipiente de 3 litros se introducen
0,6 moles de HI, 0,3 moles de H2 y 0,3 moles de I2
a 490ºC. Si Kc = 0,022 a 490ºC para
2 HI(g) H2(g) + I2(g)
¿se encuentra en equilibrio el sistema?
[H2] · [I2] 0,3/3 · 0,3/3
Q = —————— = —————— = 0,25
[HI]2
(0,6/3)2
Como Q > Kc el sistemael sistemano se encuentrano se encuentraenen
equilibrioequilibrio y la reacción se desplazará hacia
la izquierda.

26. Ejemplo:A temperatura muy elevada, Kc = 1,0 x 10-13
para la
siguiente reacción.
A un tiempo determinado se detectaron las siguientes
concentraciones: [HF] = 0,600 M, [H2] = 1,50 x 10-3
M y
[F2] = 5,20 x 10-3
M
¿El sistema está en equilibrio? Si no es así, ¿qué debe suceder
para que se establezca el equilibrio?

27. Ejemplo: La ecuación para la siguiente reacción y
el valor de Kc a una determinada temperatura son las
Siguientes:
PCl3(g) + Cl2(g) PC15(g) Kc = 1,9
Una mezcla de equilibrio en un recipiente de 1,00
litro contiene 0,325 moles de PCl5 y 0,19 moles de
PCl3. ¿Qué concentración de equilibrio de C12 debe
haber presente?
Cálculo de las concentraciones de equilibrio

28. Ejemplo: Para la siguiente reacción:
A + B C + D
la constante de equilibrio es 49,0 a una determinada
temperatura. Si 0,960 moles de A y de B se colocan
en un recipiente de 3,00 litros a esa temperatura,
¿qué concentraciones de todas las especies habría en
el equilibrio?

29. Cálculo de las concentraciones de equilibrio
1. Exprese las concentraciones de equilibrio de todas las
especies en términos de las concentraciones iniciales y una
sola variable x que representan el cambio en la
concentración.
2. Escriba la expresión de la constante de equilibrio en
términos de las concentraciones de equilibrio. Sabiendo el
valor de la constante de equilibrio, resuelva para x.
3. Habiendo resuelto para x, calcule las concentraciones de
equilibrio de todas las especies.
14.4

30. Referencias
-Chang, Raimond. Química. 7ª ed. McGraw-Hill. México. 2003.
-Petrucci, R. H.; Harwood, W. S. y Herring, F. G. Química General.
8ª ed. Prentice Hall. Madrid. 2003.
-Gutiérrez, Alexander; Gutiérrez, Roberto. Química General I, II y
III. Universidad Tecnológica del Chocó. Quibdó. 1999.
-Whitten W.; Kenet, Davis E. Raymond; Peck, Larry M. Química
general. 5a
ed. McGraw-Hill. España. 1998.
-Brown, L.; Theodore, Lemay.; Eugene H, Jr.; Bursten E. Bruce.
Química La ciencia central. 7a
ed. Prentice Hall. Mexíco. 1997.
-Ebbing , Darrell D. Química general. 5a
ed. McGraw-Hill.
México.1997.
-Daub, Willian; Seese, Willian. Química. 7a
ed. Pearson. México.
1996.
http://www.monografias.com/trabajos15/equilibrioquimico/equilibri
o-quimico.shtml