Este documento describe el concepto de equilibrio químico, incluyendo que a nivel molecular existe actividad aunque no cambios visibles, y que el equilibrio representa un estado estable de composición y energía. Explica que factores como la temperatura, presión y concentraciones pueden afectar el equilibrio de acuerdo al Principio de Le Chatelier. También presenta ejemplos de aplicaciones del equilibrio químico en diversos campos.

1. EQUILIBRIO QUIMICO
REALIZADO POR:
AMILID GIL C.I: 25,108,508
INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITECNICO
SANTIAGO MARIÑO
EXTENSION PORLAMAR

2. Sin embargo, a nivel molecular
existe una gran actividad debido a
que las moléculas de reactantes
siguen produciendo moléculas de
productos, y estas a su vez siguen
formando moléculas de productos.
es un estado
en el que no se
observan cambios
visibles en el sistema.
es una situación
en cuanto a contenido
energético y a
composición cuantitativa,
que se produce en el
estado final de muchos
sistemas químicos en
reacción
En muchas reacciones, el sistema evoluciona de tal forma
que se alcanza un punto en el cual su composición
química corresponde a un nivel con un mínimo de G.

3. Constante de Equilibrio
Por consideraciones cinéticas o por un camino
termodinámico, se puede deducir un parámetro,
característico de la reacción y de su temperatura de
operación, que se denomina constante de equilibrio.
Un método bastante fácil de hallar esa constante
consiste en considerar las ecuaciones cinéticas, para la
velocidad de la reacción de izquierda a derecha y para la
velocidad de reacción de derecha a izquierda.
En el momento de equilibrio ambas velocidades se
igualan.
Esa constante, K, relaciona
entre si las concentraciones
(en el equilibrio final) de
cada componente del
sistema y nos proporciona
un valor numérico que
identifica el caso. Dicha
concentración se puede
sustituir por la presión
parcial, o por el número de
moles, o por la fracción
molar, y en cada caso la
constante presentará distinto
valor numérico y distintas
unidades

4. Factores que modifican el equilibrio
Existen diversos factores capaces de modificar el estado de equilibrio en un proceso
químico, como son: la temperatura, la presión (afectando al volumen) y las
concentraciones.
La influencia de estos tres factores se puede predecir, de una manera
cualitativa por el Principio de Le Chatelier, que dice lo siguiente:
Si en una reacción química en equilibrio se modifican la presión, la temperatura o la
concentración de alguna de las especies reaccionantes, la reacción evolucionará en
uno u otro sentido hasta alcanzar un nuevo estado de equilibrio.
Este principio es equivalente al principio de la conservación de la energía

5. Efecto de la temperatura
Es la única variable que, además de
influir en el equilibrio, modifica el
valor de su constante.
Si una vez alcanzado el equilibrio se
aumenta la temperatura, el sistema
se opone a ese aumento de energía
calorífica desplazándose en el
sentido que absorba calor; es decir,
hacia el sentido que marca la
reacción endotérmica.
Aquí debemos recordar que en las
reacciones químicas existen dos
tipos de variación con la
temperatura:
Exotérmica: aquella que libera o desprende calor.
Endotérmica: aquella que absorbe el calor.
Es importante hacer notar que a bajas temperaturas, la reacción requiere más tiempo,
debido a que bajas temperaturas reducen la movilidad de las partículas involucradas.
Para contrarrestar este efecto se utiliza un catalizador para acelerar la reacción.

6. Efecto de la presión
Si aumenta la presión la reacción se desplazará hacia
donde exista menor número de moles gaseosos, para así
contrarrestar el efecto de disminución de volumen, y
viceversa.
Lógicamente, en el caso de que las cantidades de moles
gaseosos sean iguales para cada lado de la ecuación, no
se producirán cambios, es decir que el equilibro no se
desplazará.
También se puede aumentar la presión del sistema sin
afectar el equilibrio agregando un gas noble.

7. Efecto de las concentraciones
Un aumento en la concentración de uno de los reactivos
hace que el equilibrio se desplace hacia la formación de
productos, y a la inversa en el caso de que se disminuya
dicha concentración.
Y un aumento en la concentración de los productos hace
que el equilibrio se desplace hacia la formación de
reactivos, y viceversa en el caso de que se disminuya.

8. Tipos de equilibrio y de algunas
aplicaciones
1.En la fase de gas. Motores cohete
2.En síntesis industrial, tal como el amoníaco en el proceso Haber-Bosch que se lleva a cabo a través de una sucesión de etapas
de equilibrio, incluyendo procesos de absorción
3.Química de la atmósfera
4.El agua de mar y otras aguas naturales: Oceanografía química
5.Distribución entre dos fases
1. Coeficiente de distribución LogD: Importante para la industria farmacéutica, donde la lipofilia es una propiedad
importante de una droga
2. Extracción líquido-líquido, Intercambio iónico, Cromatografía
3. producto Solubilidad
4. Captación y liberación de oxígeno por la hemoglobina en la sangre
6.Equilibrio ácido/base: constante de disociación ácida, hidrólisis,
soluciones tampón, Indicadores, Homeostasis ácido-base
1.Complejación metal-ligando: agentes quelantes, terapia de quelación, reactivos de contraste para RM, equilibrio Schlenk
2.Formación de aductos: química Host-guest, química supramolecular, reconocimiento molecular, tetróxido de dinitrógeno
3.En algunas reacciones oscilantes, la aproximación al equilibrio no es asintóticamente, sino en forma de una oscilación
amortiguada.11
4.La conocida ecuación de Nernst en electroquímica da la diferencia de potencial de electrodo como una función de las
concentraciones redox.
5.Cuando las moléculas a cada lado del equilibrio son capaces de reaccionar irreversiblemente en reacciones secundarias, la
proporción del producto final se determina de acuerdo al principio de Curtin-Hammett
En estas aplicaciones, se utilizan términos como constante de estabilidad, constante de formación, constante de enlace, constante
de afinidad, constante de asociación/disociación.

9. Composición de una mezcla en equilibrio
Cuando el único equilibrio es el
de la formación de aductos de
1:1 como la composición de
una mezcla, hay varias formas
en que se puede calcular la
composición de la mezcla. Por
ejemplo, véase tabla ICE para
un método tradicional de
calcular el pH de una solución
de un ácido débil. Hay tres
métodos para el cálculo
general de la composición de
una mezcla en equilibrio.
El enfoque más básico consiste en manipular las
diferentes constantes de equilibrio hasta que las
concentraciones deseadas se expresen en términos de las
constantes de equilibrio medidas (equivalente a la
medición de los potenciales químicos) y las condiciones
iniciales.
Minimizar la energía de Gibbs del sistema
Satisfacer la ecuación de balance de masa. Las
ecuaciones de balance de masa son simplemente
ecuaciones que demuestran que la concentración total
de cada reactivo debe ser constante según la ley de
conservación de la masa.