EQUILIBRIO QUIMICO

REALIZADO POR: CARLA FAJARDO

UNEXPO

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CONCEPTO DE EQUILIBRIO QUIMICO El equilibrio es un estado en el que no se observan

cambios a medida que transcurre el tiempo.

Los equilibrios químicos se basan en reacciones reversibles donde las velocidades de reacción son iguales. Estas reacciones comúnmente se representan con una doble flecha.

aA + bB

cC + dD

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EQUILIBRIO QUIMICO

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Tiempo

Conce

ntr

aci

ón

Tiempo

Conce

ntr

aci

ón

Tiempo

Conce

ntr

aci

ón

2NO2N2O4 (g) (g)

N2O4

N2O4

N2O4

NO2

NO2

NO2

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CONSTANTE DE EQUILIBRIO

aA + bB

cC + dD

LEY DE ACCION DE MASAS:Esta ley fue enunciada por Cato Guldberg y Peter Wage en 1864 e indica:

“Para una reacción reversible en equilibrio y a temperatura constante una relación determinada de concentraciones de reactivos y productos tiene

un valor constante (K)”

Matemáticamente K=[A]a [B]b

[C]c [D]d

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CONSTANTE DE EQUILIBRIO

K=[A]a [B]b

[C]c [D]d

PRODUCTOS

REACTIVOS

Cuando la constante de equilibrio se determina según las concentraciones en el equilibrio de los productos y los reactantes involucrados se denomina Kc.

Cuando la constante de equilibrio se determina según las presiones parciales en el equilibrio de los productos y los reactantes involucrados se denomina Kp. Es

Adimensional

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CONSTANTE DE EQUILIBRIO

Para la reacción Inversa se tiene que

Para equilibrios múltiples

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EQUILIBRIOS HOMOGENEOS

El termino equilibrio homogéneo se aplica a reacciones en las que todas las especies involucradas en la reacción se encuentran en la misma fase.

Ejemplo:

2NO2N2O4 (g) (g)

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EQUILIBRIOS HOMOGENEOS

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EJERCICIOS Formule las expresiones de

Kc y Kp según el caso para las siguientes reacciones reversibles en equilibrio

Se ha estudiado que el equilibrio entre el: Monoxido de Nitrogeno gaseoso con Oxigeno gaseoso para producir Dioxido de Nitrogeno gaseoso y se ha determinado que a 230 ºC las concentraciones en equilibrio son: 0,0542 M, 0,127 M y 15,5 M respectivamente. Calcule la constante de equilibrio Kc a esa temperatura.

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EQUILIBRIOS HETEROGENEOS

“En una reacción reversible en la que intervienen reactivos y productos en fases diferentes conducen a un equilibrio heterogéneo.”

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EQUILIBRIOS HETEROGENEOS

Se tiene que si un liquido o solido puro interviene en una reacción como producto o reactivo se puede considerar su concentración como constante y omitirla en la ecuación de la constante de equilibrio.

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Reglas importantes para formular la constante de equilibrio.

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Cuando la ecuación de una reacción reversible se escribe en dirección opuesta, la constante de equilibrio es el recíproco de la constante de equilibrio original.

El valor de K depende de la forma en que se balancea la ecuación química.

La constante de equilibrio (Kc o Kp) se maneja como una cantidad adimensional.

Al citar un valor para la constante de equilibrio, se debe especificar la ecuación balanceada y la temperatura a la cual se llevó a cabo.

Si se puede expresar una reacción como la suma de dos o mas reacciones, la constante de equilibrio de la reacción total esta dada por el producto de las constantes de equilibrio de las reacciones individuales.

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¿Qué Información proporciona la constante de equilibrio?

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Cociente de Reacción (Qc)

Este valor se obtiene al sustituir las concentraciones de equilibrio de la ecuación de la constante de equilibrio por las concentraciones en cualquier otro momento antes de alcanzar el equilibrio químico. Cuando Qc es igual a Kc entonces el sistema se encuentra en equilibrio.

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CALCULO DE LAS CONCENTRACIONES DE EQUILIBRIO

Si se conocen la constante de equilibrio para una reacción determinada y las concentraciones iniciales es posible calcular las concentraciones en el equilibrio.

El método se puede resumir de la siguiente manera:1. Se expresan las concentraciones de equilibrio de todas las

sustancias en términos de las concentraciones iniciales y de una sola incógnita, x, que representa un cambio en la concentración.

2. Se formula la ecuación de la constante de equilibrio en términos de las concentraciones de equilibrios. Se conoce el valor de la constante de equilibrio, de modo que se despeja x.

3. Una vez calculada x se calculan las concentraciones de equilibrio de todas las sustancias.

FACTORES QUE AFECTAN EL EQUILIBRIO QUIMICO

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Principio de Le Chatelier

Temperatura

Presión y Volumen

Concentración

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Principio de Le Chatelier

“Si se aplica un esfuerzo externo a un sistema en equilibrio, el sistema se ajusta por si mismo de tal modo que el esfuerzo se contrarresta parcialmente”

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Cambio en las concentraciones

Según el principio de Le Chatelier, si el sistema tiene que contrarrestar parcialmente una acción consistente en aumentar la concentración de equilibrio de una de las especies reaccionantes, debe hacerlo favoreciendo la reacción en la que se consume esta especie.

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Cambios en el Volumen y la Presión Los cambios de las presiones por lo general no afectan

las concentraciones de las sustancias en fases condensadas; en una disolución acuosa por ejemplo, porque los líquidos y sólidos son virtualmente incompresibles.

Por otro lado las concentraciones de los gases varian mucho con los cambios de presión. En general un aumento de la presión (disminución del volumen) favorece la reacción neta hacia donde disminuye el numero total de moles de gases, y una disminución de presión (aumento de volumen) favorece la reacción neta que aumenta el numero total de moles de gases. Para las reacciones en las que no cambia el numero de moles de gases un cambio en la presión (o el volumen) no tiene efecto sobre la posición de equilibrio.

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Cambios en el Volumen y la Presión

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Cambios en la Temperatura Un cambio en la concentración, presión o

volumen puede alterar la posición de equilibrio, pero no cambia el valor de la constante de equilibrio. Solo un cambio de temperatura puede variar dicha constante.

En resumen el equilibrio se afecta con la temperatura según el siguiente enunciado: un aumento de la temperatura favorece las reacciones endotérmicas y una disminución de temperatura favorece las reacciones exotérmicas.

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Efectos de los Catalizadores

Un catalizador no modifica el estado de equilibrio de un sistema, solo acelera tanto la reacción directa

como la reacción inversa