Equilibrio químico
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Equilibrio químico
Sesión 5 Curso FQI-FIQ
Los cambios suceden a igual velocidad en sentidos opuestos!
“Tu has creído por que me has visto. Felices aquéllos que creen si haber visto”.
Juan, 20,29
ObjetivoAcoplar los conocimientos previos
sobre equilibrio y constantes de equilibrio. aplicándolos a problemas en que se requiera determinar concentraciones o cantidades de productos en equilibrio a determinadas condiciones.
BIBLIOGRAFÍA: Chang, R. Química. Cap. 14 http://fresno.pntic.mec.es/~fgutie6/quimica2/
ArchivosHTML/Teo_2_princ.htm
2
3¿Qué es un equilibrio químico?
¿Es una reacción completa. que se da en un solo sentido?
¿Qué es una constante de equilibrio?
¿La constante de equilibrio se expresa siempre en función de la concentración?
4Equilibrio de moléculas (H2 + I2 2 HI)
5Variación de la concentración con el tiempo (H2 + I2 2 HI)
Equilibrio químicoC
once
ntra
cion
es (
mol
/l)
Tiempo (s)
[HI]
[I2]
[H2]
6
Reacción: H2 + I2 2 HI
7Constante de equilibrio (Kc)
En una reacción cualquiera:
a A + b B c C + d D
la constante Kc tomará el valor:
para concentraciones en el equilibrio
La constante Kc cambia con la temperatura.
Sólo incluye sust. gaseosas y/o en disolución.
[ ] [ ]
[ ] [ ]
c d
c a b
C DK
A B
8Constante de equilibrio (Kc)
En la reacción:
H2(g) + I2(g) 2 HI(g)
El valor de KC. dada su expresión. depende de cómo se ajuste la reacción en función de la estequiometría.
2
2 2
[ ]
[ ] [ ]c
HIK
H I
9Ejemplo: Para el equilibrio: 2 SO2(g) + O2(g) 2 SO3(g)
se hacen cinco experimentos en los que se introducen diferentes concentraciones iniciales de reactivos y/o productos, se dejan reaccionar y, una vez alcanzado el equilibrio, se miden las concentraciones de sustancias presentes, obteniéndose los siguientes datos:
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 0.135 280.1
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
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KC se obtiene aplicando la expresión:
y como se ve es prácticamente constante.
Concentr. iniciales (mol/l)
Concentr. equilibrio (mol/l)
[SO2] [O2] [SO3] [SO2] [O2] [SO3] Kc
Exp 1 0.200 0.200 — 0.030 0.115 0.170 279.2
Exp 2 0.150 0.400 — 0.014 0.332 0.135 280.1
Exp 3 — — 0.200 0.053 0.026 0.143 280.0
Exp 4 — — 0.700 0.132 0.066 0.568 280.5
Exp 5 0.150 0.400 0.250 0.037 0.343 0.363 280.6
23
22 2
[ ]
[ ] [ ]C
SOK
SO O
11Escribir las expresiones de KC para
los siguientes equilibrios químicos:
a) N2O4(g) ↔ NO2(g);
b) NO(g) + Cl2(g) ↔ NOCl(g);
c)CaCO3(s) ↔ CaO(s) + CO2(g);
d) NaHCO3(s) ↔ Na2CO3(s) + H2O(g) + CO2(g).
a)
b)
c)
d)
2
2
2 4
[ ]
[ ]c
NOK
N O
2
22
[ ]
[ ] [ ]c
NOClK
NO Cl
2[ ]cK CO
2 2[ ] [ ]cK CO H O
12Significado del valor de Kc
tiempo
10-2 KC 10-4
conc
entr
ació
n
tiempo
KC > 105
conc
entr
ació
n
KC < 10-2
conc
entr
ació
n
tiempo
13Ejemplo: En un recipiente de 10 litros se
introduce una mezcla de 4 moles de N2(g) y
12moles de H2(g);
a) escribir la ecuación química correspondiente;
b) si establecido el equilibrio se observa que
hay 0.92 moles de NH3(g), determinar las
concentraciones de N2 y H2 en el equilibrio y la
constante Kc.a) Ec. quím: N2(g) + 3 H2(g) ↔ 2 NH3(g)
Importante! Si se plantea el eq. utilizando concentraciones. usar “x” como variable de cambio en dichas concentraciones.
Si se plantea el equil. utilizando moles, usar “ξ” (xi: grado de avance molar de la reacción) para representar el cambio.
Kc = 1.996 · 10–2 M–2
[ ] iniciales : 0.4 M 1.2 M 0 M
durante rxn: - x -3 x 2 x .
[ ] en equilibrio : 0.4 - x. 1.2 – 3x 2 x
n iniciales : 4 12 0
durante rxn: - ξ -3 ξ 2 ξ .
n en equilibrio : 4 - ξ. 12 – 3 ξ 2 ξ
14En un recipiente de 250 mL se introducen 3 g de PCl5. estableciéndose el equilibrio:
PCl5(g) ↔ PCl3(g) + Cl2(g)
Sabiendo que la KC a la temperatura del experimento es 0.48, determinar la composición molar del equilibrio..
% molar equil: 47.4% PCl3; 47.4% Cl2 y 5.2% PCl5
Tarea para siguiente sesión:
Leer pág. 10 a 19 del folleto de FQ1 y elaborar un diagrama de llaves con lo más importante!
¡Gracias por
su atención!