1. Equilibrio químico Capítulo 14 Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display.

3. Empieza con NO 2 Empieza con N 2 O 4 Empieza con NO 2 y N 2 O 4 14.1 N 2 O 4 ( g ) 2NO 2 ( g ) equilibrio equilibrio equilibrio

4. 14.1 constante

5. = 4.63 x 10 -3 Ley de acción de masas 14.1 N 2 O 4 ( g ) 2NO 2 ( g ) K = [NO 2 ] 2 [N 2 O 4 ] a A + b B c C + d D K = [C] c [D] d [A] a [B] b

6. Si K >> 1 se favorece la formación de productos Si K << 1 se favorece la formación de reactivos Podemos concluir: 14.1 K = [C] c [D] d [A] a [B] b a A + b B c C + d D

7. Equilibrio homogéneo se aplica a las reacciones donde todas las especies reaccionantes se encuentran en la misma fase. 14.2 K p = K c (RT)  n  n = moles de productos gaseosos – moles de reactantes gaseosos = ( c + d) – ( a + b ) N 2 O 4 ( g ) 2NO 2 ( g ) K c = [NO 2 ] 2 [N 2 O 4 ] K p = NO 2 P 2 N 2 O 4 P a A (g) + b B (g) c C (g) + d D (g) En la mayoría de los casos: K c  K p

8. Equilibrio homogéneo [H 2 O] = constante K c = 14.2 CH 3 COOH ( ac ) + H 2 O ( l ) CH 3 COO - ( ac ) + H 3 O + ( ac ) K c = ‘ [CH 3 COO - ][H 3 O + ] [CH 3 COOH][H 2 O] [CH 3 COO - ][H 3 O + ] [CH 3 COOH] = K c [H 2 O] ‘ La constante de equilibrio es adimensional

9. Las concentraciones de equilibrio de la reacción entre monóxido de carbono y cloro molecular para formar COCl 2 ( g ) a una temperatura de 74 ° C son: [CO] = 0.012 M , [Cl 2 ] = 0.054 M , y [COCl 2 ] = 0.14 M . Calcular las constantes de equilibrio Kc y Kp . K c = = 220 K p = K c (RT)  n  n = 1 – 2 = -1 R = 0.0821 T = 273 + 74 = 347 K K p = 220 x (0.0821 x 347) -1 = 7.7 14.2 CO ( g ) + Cl 2 ( g ) COCl 2 ( g ) [COCl 2 ] [CO][Cl 2 ] = 0.14 0.012 x 0.054

10. La constante de equilibrio Kp para la reacción es 158 a una temperatura de 1000K. ¿Cuál es la presión de equilibrio del O 2 si la P NO2 = 0.400 atm y la P NO = 0.270 atm? 2 14.2 = 347 atm 2NO 2 ( g ) 2NO ( g ) + O 2 ( g ) K p = 2 P NO P O 2 P NO 2 2 P O 2 = K p P NO 2 2 P NO 2 P O 2 = 158 x (0.400) 2 /(0.270) 2

11. Equilibrio heterogéneo: se aplica a las reacciones donde los reactantes y los productos están en diferentes fases . [CaCO 3 ] = constante [CaO] = constante K c = [CO 2 ] = La concentración de sólidos y líquidos puros no se considera en la expresión para la constante de equilibrio. 14.2 CaCO 3 ( s ) CaO ( s ) + CO 2 ( g ) K c = ‘ [CaO][CO 2 ] [CaCO 3 ] K c x ‘ [CaCO 3 ] [CaO] K p = P CO 2

12. = K p 14.2 P CO 2 CaCO 3 ( s ) CaO ( s ) + CO 2 ( g ) P CO 2 no depende de la cantidad de: CaCO 3 o CaO

13. Considerar el siguiente equilibrio a 295 K: La presión parcial de cada gas es de 0.265 atm. Calcular Kp y Kc para la reacción. = 0.265 x 0.265 = 0.0702 K p = K c (RT)  n K c = K p (RT) -  n  n = 2 – 0 = 2 T = 295 K K c = 0.0702 x (0.0821 x 295) -2 = 1.20 x 10 -4 14.2 NH 4 HS ( s ) NH 3 ( g ) + H 2 S ( g ) K p = P NH 3 H 2 S P

14. K c 14.2 A + B C + D C + D E + F A + B E + F K c = ‘ [C][D] [A][B] K c = ‘ ‘ [E][F] [C][D] [E][F] [A][B] K c = K c ‘ K c ‘ ‘ K c = K c ‘ ‘ K c ‘ x Si una reacción puede ser expresada como la suma de dos o mas reacciones, la constante de equilibrio de toda la reacción está dada por el producto de las constantes de equilibrio de cada reacción.

15. = 216 14.2 N 2 O 4 ( g ) 2NO 2 ( g ) = 4.63 x 10 -3 K = [NO 2 ] 2 [N 2 O 4 ] 2NO 2 ( g ) N 2 O 4 ( g ) K = [N 2 O 4 ] [NO 2 ] 2 ‘ = 1 K Cuando la ecuación de una reacción reversible está escrita en dirección opuesta, la constante de equilibrio se convierte en el recíproco de la constante de equilibrio original.

17. 14.3 Cinética química y equilibrio químico velocidad f = k f [A][B] 2 velocidad r = k r [AB 2 ] Equilibrio velocidad f = velocidad r k f [A][B] 2 = k r [AB 2 ] A + 2B AB 2 k f k r k f k r [AB 2 ] [A][B] 2 = K c =

20. A 1280 0 C la constante de equilibrio ( K c ) para la reacción Es de 1.1 x 10 -3 . Si las concentraciones iniciales son [Br 2 ] = 0.063 M y [Br] = 0.012 M , calcular las concentraciones de estas especies en equilibrio. Dejamos a “ x” como el cambio en la concentración de Br 2 Inicial ( M ) Cambio ( M ) Equilibrio ( M ) 0.063 0.012 - x +2 x 0.063 - x 0.012 + 2 x HIELO Para “ x”… 14.4 Br 2 ( g ) 2Br ( g ) Br 2 ( g ) 2Br ( g ) [Br] 2 [Br 2 ] K c = K c = (0.012 + 2 x ) 2 0.063 - x = 1.1 x 10 -3

21. 4 x 2 + 0.048 x + 0.000144 = 0.0000693 – 0.0011 x 4 x 2 + 0.0491 x + 0.0000747 = 0 ax 2 + bx + c =0 x = -0.00178 x = -0.0105 En equilibrio, [Br] = 0.012 + 2 x = -0.009 M o 0.00844 M En equilibrio, [Br 2 ] = 0.062 – x = 0.0648 M 14.4 K c = (0.012 + 2 x ) 2 0.063 - x = 1.1 x 10 -3 - b ± b 2 – 4 ac  2 a x = Br 2 ( g ) 2Br ( g ) Inicial ( M ) Cambio ( M ) Equilibrio ( M ) 0.063 0.012 - x +2 x 0.063 - x 0.012 + 2 x

27. La Química en acción La vida a grandes alturas y la producción de hemoglobina K c = [HbO 2 ] [Hb][O 2 ] Hb ( ac ) + O 2 ( ac ) HbO 2 ( ac )

28. La Química en acción: el Proceso Haber N 2 ( g ) + 3H 2 ( g ) 2NH 3 ( g )  H 0 = -92.6 kJ/mol

29. Principio de Le Ch âtelier Cambio Desplazamiento del equilibrio Concentración sí no Presión sí no Volumen sí no Temperatura sí sí Con catalizador no no 14.5 Cambio en la constante de equilibrio