Equilibrio
es
Reactivos y productos
las concentraciones de
Un estado en el que no se observan cambios conforme el tiempo transcurre.
Constantes en el tiempo, sin que se produzcan cambios visibles en el sistema.
permanencen
Las moléculas de reactivos siguen formando moléculas de productos, y éstas a su vez reaccionan para formar moléculas de reactivos.
debido a
Distintos tipos de equilibrios
Equilibrio Químico
Equilibrio Dinámico
Un proceso dinámico.
se alcanzan cuando
Las velocidades de las reacciones en un sentido y en otro se igualan, y las concentraciones de los reactivos y productos permanecen Constantes.
es
sucede entre
Una vez que una reacción reversible deja de cambiar su relación de reactivos/productos
Las sustancias se mueven entre los químicos a una tasa igual
No hay cambio neto
existe
Constante de equilibrio
pero
es decir que
los cambios son
Pocas reacciones químicas se dan en una sola dirección
La mayoría son reversibles, al menos en cierto grado.
Al inicio de un proceso reversible, la reacción lleva a la formación de productos. Tan pronto como se forman algunas moléculas de producto, comienza el proceso inverso
Estas moléculas reaccionan y forman moléculas de reactivo
Equilibrio Físico
Dos fases de la misma sustancia.
Procesos físicos
La evaporación de agua en un recipiente cerrado a una temperatura determinada es un ejemplo
por ejemplo
El número de moléculas de H2O que dejan la fase líquida y las que vuelven a ella es el mismo
Representación del equilibrio en la reacción (doble flecha)
La doble flecha representa una reacción reversible
Aquella en la que el sentido de la reacción puede darse desde reactivos a productos y desde productos a reactivos, dependiendo de las condiciones en las que se lleva a cabo.
es
Las sustancias escritas al lado izquierdo de las flechas de equilibrio se consideran como “reactivos”, y las que están al lado derecho, como “productos”.
Si buscamos las relaciones presentes entre la concentración de dos compuestos, al comparar la proporción de sus concentraciones, vemos que la proporción [Compuesto1]x / [Compuesto2] en equilibrio genera un valor constante.
K es la constante de equilibrio y el exponente es el mismo que el coeficiente estequiométrico para que el primer compuesto en la reacción reversible.
El valor de K para una reacción dada permanece constante, siempre y cuando la reacción esté en equilibrio y la temperatura no cambie
Unidad de medida
Las concentraciones de los gases se expresan en molaridad y se pueden calcular a partir del número de moles de gases presentes al inicio, del número de moles en el equilibrio y del volumen del matraz (en litros).
Reacción de equilibrio
Donde a, b, c y d son coeficientes estequiométricos de las especies reactivas A, B, C y D. Para la reacción a una temperatura dada:
Donde K es la constante de equilibrio. La ecuación es la expresión matemática de la ley de acción de masas.
Esta ley establece que "Para una reacción reversible en equilibrio y a una temperatura constante, una relación determinada de concentraciones de reactivos y productos tiene un valor constante K (la constante de equilibrio)."
A, B, C y D expresan la concentración de sustancias en el equilibrio
Principio de Le Châtelier
“Si a un sistema en equilibrio se le produce una perturbación externa, el sistema evolucionará de forma tal de contrarrestar el efecto de esa perturbación.”
De esta forma se opone a ese cambio.
A pesar de que un sistema químico tiende espontáneamente a alcanzar el equilibrio, pueden realizarse modificaciones en él.
Factores que afectan al equilibrio
Cambios en el volumen y la presión
Cambios en la temperatura
Cambios en la concentración
Un incremento en la temperatura
Un descenso en la temperatura
Favorece la dirección endotérmica (absorbe calor) de la reacción (de izquierda a derecha en la ecuación de equilibrio), que disminuye la concentración del reactivo e incrementa la concentración del producto.
Favorece la dirección exotérmica (libera calor) de la reacción (de derecha a izquierda en la ecuación de equilibrio), que disminuye la concentración del producto y aumenta la concentración del reactivo.
En consecuencia, la constante de equilibrio, aumenta cuando el sistema se calienta y disminuye cuando el sistema se enfría.
Si aumentamos la presión de gases a temperatura constante la concentración (n/V) de estos aumenta. El sistema ya no está en equilibrio, así que, Qc > Kc, y la reacción neta se desplazará hacia la izquierda hasta que Qc = Kc.
Por el contrario, una disminución en la presión (aumento de volumen) hará que Qc< Kc, y la reacción neta se desplazará hacia la derecha hasta que Qc = Kc.
Al aumentar las concentraciones de los productos, el equilibrio se desplaza hacia la izquierda, y al disminuir la concentración del producto, el equilibrio se desplaza hacia la derecha. Estos cambios son los que predicen el principio de Le Châtelier.