El documento describe los conceptos básicos de equilibrio químico, incluyendo las reacciones directa e inversa, la constante de equilibrio y cómo los factores como la concentración de reactivos y productos, la presión, la temperatura y los catalizadores afectan el equilibrio químico. Explica que el equilibrio químico se alcanza cuando las velocidades de la reacción directa e inversa son iguales, y que la constante de equilibrio predice la dirección preferida de la reacción y permite calcular las concent

1. Equilibrio químico

2. N 2 (g) + 3 H 2 (g)  2 NH 3 (g) Formación de amoníaco: Equilibrio químico: Descomposición: 2 NH 3 (g)  N 2 (g) + 3 H 2 (g) En el equilibrio, la velocidad de la reacción directa es igual a la velocidad de la reacción inversa. N 2 (g) + 3 H 2 (g) 2 NH 3 (g)

3. Amoniaco Nitrógeno Hidrógeno Tiempo Concentración molar, M

4. Amoniaco Hidrógeno Nitrógeno Tiempo Concentración molar, M

5. Reacción directa Reacción inversa Velocidad de reacción Tiempo

6. Equilibrio químico Es un estado de equilibrio dinámico en el cual la velocidad de formación de los productos es igual a la velocidad de descomposición de éstos a reactivos.

7. Definición de la constante de equilibrio [C  c eq [D  d eq K = [A  a eq [B  b eq a A + b B c C + d D Las concentraciones se expresan en M. K está definida para una temperatura dada.

9. Promedio:

10. Lenta ( k ’ pequeña) Rápida ( k ’ grande)

11. Lenta ( k ’ pequeña) Rápida ( k ’ grande)

12. Información que provee la constante de equilibrio a) Predicción de la dirección de una reacción b) Extensión de la reacción c) Cálculo de las concentraciones en el equilibrio

13. El valor de K indica si el equilibrio está desplazado hacia los productos o hacia los reactivos. Reactivos Productos

14. Equilibrios Heterogéneos Se habla de reacción homogénea cuando tanto reactivos como productos se encuentran en el mismo estado físico. En cambio, si entre las sustancias que intervienen en la reacción se distinguen varias fases o estados físicos, hablaremos de reacciones heterogéneas. Por ejemplo, la reacción: CaCO3 (s) ↔ CaO (s) + CO2 (g) se trata de un equilibrio heterogéneo. Aplicando la ley de acción de masas se cumplirá que: [CaO] · [CO2] K (constante) = ——————— [CaCO3] K C = [CO2]

15. Efecto de la concentración de reactivos y productos [C  c [D  d Q = [A  a [B  b Fuera del equilibrio, se define el cociente de reacción (Q):

16. Predicción del sentido de la reacción Q < K Tendencia a formarse productos Q = K La reacción está en equilibrio Q > K Tendencia a formarse reactivos

17. La reacción tiende a formar reactivos La reacción tiende a formar productos Reacción en equilibrio

18. La única forma precisa de determinar con exactitud como responderá un equilibrio a las nuevas condiciones es usar los principios de la termodinámica. Sin embargo, existe una regla general que se puede utilizar para analizar rápidamente el efecto de las perturbaciones sobre equilibrios químicos. Se denomina principio de Le Chatelier

19. Principio de Le Chatelier Si un sistema en equilibrio se somete a una tensión o perturbación que cambie cualquiera de los factores determinantes del equilibrio, el sistema reaccionará para minimizar el efecto de la perturbación. El principio de Le Chatelier permite predecir rápidamente la respuesta cualitativa de un sistema a los distintos cambios.

20. Factores que afectan el equilibrio químico Temperatura Catalizadores Presión y Volumen Concentración de productos y reactivos

21. Se agregan productos

22. Se agregan reactivos

23. Concentración molar, M Tiempo Hidrógeno Amoniaco Nitrógeno Se agrega hidrógeno Se agrega amoniaco

24. Derecha (formación de productos. Izquierda (formación de reactivos) Izquierda (formación de reactivos) Derecha (formación de productos) Aumento de la concentración de alguno de los reactivos. Aumento de la concentración de alguno de los productos. Disminución de la concentración de alguno de los reactivos. Disminución de la concentración de alguno de los productos Desplazamiento de la reacción Cambio producido

25. Efecto de la presión El sistema evoluciona hacia donde hay menor número de moléculas

26. Cuando aumenta la presión, disminuye el volumen: la reacción se desplaza hacia el lado que contenga menor n° de moles totales para restablecer el equilibrio. Cuando disminuye la presión, aumenta el volumen: la reacción se desplaza hacia el lado que contenga mayor n° de moles totales para restablecer el equilibrio. N2 (g) + 3H2 (g) ↔ 2NH3 (g)

27. Efecto de la temperatura Progreso de la reacción Progreso de la reacción Energía potencial Energía potencial Endotérmica Exotérmica Responde más a la temperatura Responde más a la temperatura E a (directa) E a (inversa) E a (inversa) E a (directa)

28. Un aumento en la temperatura favorece la reacción en la que se absorbe calor, es decir una reacción endotérmica . Una disminución de la temperatura favorece la reacción en la que se desprende calor, es decir una reacción exotérmica .

29. Catalizadores Un catalizador aumenta la velocidad directa e inversa de una reacción. “ NO CAMBIA EL VALOR NUMÉRICO DE LA CONSTANTE DE EQUILIBRIO” Progreso de la reacción Energía potencial Reactivos Productos Camino original E a del camino catalizado Camino catalizado