Equilibrio químico

.

Equilibrio Químico
Equilibrio: Procesos opuestos están ocurriendo simultáneamente y
la misma rapidez

El equilibrio químico es un proceso dinámico, en donde
participan los reactivos y los productos, cuando los reactivos
reaccionan para formar los productos, lo realizan a una velocidad
que cada vez es menor, por otro parte, mientras van apareciendo
las moléculas de productos, estas pueden reaccionar entre sí, para
formar nuevamente reactivo y lo hacen a una velocidad mayor.
Este proceso dinámico continúa hasta que la velocidad de
formación de producto (velocidad directa) es igual a la velocidad
de descomposición de los productos (velocidad indirecta), para
formar nuevamente reactivos. En este estado dinámico las
concentraciones de los reactivos y los productos permanecen
constantes.

Autor: Jesús Rivero Lacruz- Ingeniería Agroindustrial-UCLA- Venezuela

N2 + 3H2 → 2NH3

REACCIÓN DIRECTA

REACCIÓN INDIRECTA

N2 + 3H2 2NH3


N2 +3H2 2NH3


• El equilibrio químico, se alcanza cuando las
velocidades de las reacciones directa (Vd) e
indirecta (Vi), se igualan y las
concentraciones de reactivos y productos
permanecen constante.


Reacciones reversibles
Los reactantes se combinan para formar productos
Los productos pueden también reaccionar para
formar reactantes.
Las reacciones reversibles está en equilibrio y las
indicamos con doble fecha ().

Reacciones irreversibles estás se dan en un sólo
sentido, es decir, se prolongan hasta agotar por lo
menos una de las sustancias reaccionantes, se debe
simbolizar con una sola flecha (→).



Reacciones reversibles Reacciones irreversibles
2CO(g) + O2 (g)  2CO2 (g)
HCl + Zn→ ZnCl2 + H22NaOH +

N2 (g) + H2 (g)  NH3 (g) H2SO4 → Na2SO4 + 2H2O

2K + 2HNO3 → 2KNO3 + H2
NH3(g) + H2O(l)  NH4OH

Equilibrios químicos homogéneos
Se aplica a las reacciones reversibles, en la
que todas las especies (reactivos y
productos), se encuentran en la misma fase
2CO (g) + O2 (g)  2CO2 (g)

Equilibrios químicos heterogéneos
Se encuentra en las distintas fases.

2Ag(s) + Cl2 (g)  2AgCl(s)

La Ley de acción de masas establece que para una
reacción química reversible en equilibrio y a una
temperatura constante, una relación determinada de
concentraciones de reactivos y productos tienen un
valor constante K (la constante de equilibrio). La ley
fue enunciada en 1864 por Guldberg a los 28 años de
edad y Waage a los 31 años.

Constante de equilibrio (Ley de acción de aA + bB  cC + dD
masas). Se define como la multiplicación Reactivos: A y B
de las concentraciones molares en Productos: C y D
Coeficientes estequiométricos:
equilibrio de los productos, cada una a, b, c y d
elevada a sus respectivos coeficientes
Los cohortes [ ], significan
estequiométricos en la ecuación concentración molar, mol/L o M
ajustada, dividido entre la multiplicación Kc= La constante de equilibrio,
relaciona concentraciones de las
de las concentraciones, en el equilibrio especies en la reacción química,
de los reactivos, cada una elevada a la donde las concentraciones deben
potencia que corresponde a su ser expresadas en mol/L.

coeficiente estequiométrico, en la
ecuación ajustada. La constante de
Kc =
[ C] c [ D] d
equilibrio se denota: Kc
[ A ] a [ B] b

La constante de equilibrio (Kc): Es específica para cada
reacción, no depende de las concentraciones iniciales,
es adimensional (no tiene unidades).
La regla general en la expresión de la constante de equilibrio
(K), se omiten los líquidos y sólidos puros.

Kc =
[ CO2 ] 2
2CO(g) + O2 (g)  2CO2 (g)
[ CO] 2 [ O2 ]

NH3 + H2O(l)  NH4OH
El H2O(l) se omite en Kc por ser líquido.
Kc =
[NH4OH]
[NH3 ]
NH4Cl(s)  NH3(g) + HCl(g)
Kc= [NH3] [HCl]
El NH4Cl(s)) se omite en Kc por ser sólido
1
Kc =
2Ag(s) + Cl2(g)  2AgCl(s)
El 2Ag(s) y 2AgCl(s) se omiten por ser sólidos
[Cl 2 ]

Constante de equilibrio, en función de los gases, es
preferible expresarla en términos de presiones
parciales (atmósferas)
aA(g) + bB(g)  cC(g) + dD(g)

( PC ) ( PD )
c d
Kp =
( PA ) a ( PB ) b
Kp =
( PCO 2 ) 2
2CO(g) + O2 (g)  2CO2 (g)
( PCO) 2 ( PO 2 )

N2 (g) + 3H2 (g)  2NH3 (g)
(PNH3 ) 2
Kp =
(PN2 ) (PH2 ) 3


INTERPRETACIÓN DE LA CONSTANTE DE
EQUILIBRIO

Kc mayor a 1 (K>1): En equilibrio resultante,
la mayoría de los reactivos se han convertido
en producto, es decir que el equilibrio se
desplaza hacia la derecha.
Kc menor a 1 (K<1): En equilibrio resultante,
la mayoría de los reactivos quedan sin
reaccionar, formándose pequeñas
cantidades de producto, es decir que el
equilibrio se desplaza hacia la izquierda.


“Si un sistema químico en equilibrio
reversible, experimenta un cambio en
concentración, temperatura o presión, el
equilibrio del sistema se modificará en
orden de minimizar dicho cambio”.

EFECTO DEL CAMBIO DE CONCENTRACIÓN
DE LOS REACTIVOS O PRODUCTOS

EFECTOS POR EL CAMBIO DE PRESIÓN DEBIDO
A UN CAMBIO DE VOLUMEN

EFECTOS DE LOS CAMBIOS
EN LA TEMPERATURA
EFECTO DE UN CATALIZADOR


EFECTO DEL CAMBIO DE CONCENTRACIÓN
DE LOS REACTIVOS O PRODUCTOS

2SO2 (g) + O2 (g)  2SO3 (g)

Un aumento de la concentración
de uno de los reactivos, provoca
un desplazamiento del equilibrio
hacia la formación de productos,
y por tanto, al consumo del
reactivo en exceso, es decir, el
equilibrio se orienta hacia la
derecha.


¿Qué ocurre si se disminuye o sustrae la concentración del
reactivo SO3 (g) de la reacción en equilibrio?

2SO2 (g) + O2 (g)  2SO3 (g)

Una disminución de la concentración de uno
de los reactivos en un sistema en equilibrio,
desplazaría el equilibrio en la reacción
química hacia la regeneración de la especie,
por tanto el equilibrio se orientaría hacia la
izquierda.


Problema. Localice la dirección del desplazamiento en la posición de
equilibrio, para esta reacción: As4O6 (s) + C(s)  As4 (g) + CO(g)
Siguientes cambios:
•Eliminación de monóxido de carbono (CO(g))
•Adición de As4 (g)

equilibrio se desplaza hacia
productos, o hacia la derecha

se desplaza hacia reactivos o
hacia la izquierda.


EFECTOS POR EL CAMBIO DE PRESIÓN DEBIDO
A UN CAMBIO DE VOLUMEN
Los cambios, en la presión en un equilibrio químico, sólo
afectarán las reacciones en equilibrio en fase gaseosa, y donde
el número de moles de los reactivos sea diferente del número
de moles de los productos.
2SO2 (g) + O2 (g)  2SO3 (g)
Los moles gaseosos de los reactantes Los moles gaseoso del producto
2SO2 (g) + O2 (g) 2SO3 (g)

sistemas gaseosos al disminuir la presión (P), el volumen
(V), aumenta y al aumentar la presión (P), disminuye el
volumen (V)

Autor: Jesús Rivero Lacruz-
Ingeniería Agroindustrial-UCLA-
Venezuela

Al aumentar la presión (disminución de volumen),
El equilibrio se desplazará hacia donde hay
menor número de moles gaseosos, con la
finalidad de disminuir la formación de los
reactivos o productos, que se encuentre en
mayor cantidad de moles.



Al disminuir la presión (aumenta el volumen)

Si se disminuye la presión (P),
aumenta el volumen, y el equilibrio se
desplaza hacia la producción de
mayor número de moles de gas. En
esta reacción 2SO2 (g) + O2 (g)  2SO3 (g)
hacia los reactivos por tener mayor
número de moles.
En conclusión
Cuando se aumenta la presión
(disminución de volumen), el
equilibrio se desplaza hacia el lado
de la reacción química, donde
existan menor número de moles
gaseosos. Cuando se disminuye la
presión (aumenta el volumen), el
equilibrio se desplaza hacia donde
hayan mayor número de moles
gaseosos.

Problema. Pronostique la dirección de la reacción, al
aumentar la presión (disminución del volumen), en la
siguiente reacción.
PCl5 (g)  PCl3 (g)+ Cl2(g)

el equilibrio se desplaza hacia los reactantes (hacia la
derecha, por tener menor número de moles)

Problema. Prediga la dirección de la reacción,
al aumentar la presión (disminución del
volumen), en la siguiente reacción.

H2 (g)+ CO2(g)  H2O (g)+ CO(g)

NO TIENE EFECTO SOBRE EL EQUILIBRIO


EFECTOS DE LOS CAMBIOS
EN LA TEMPERATURA


Problema Si a la siguiente reacción endotérmica:

Calor + Co (H2O)62+(ac)+4Cl-  CoCl42-(ac)+6H2O(l)

El equilibrio se desplaza hacia los productos provocando
mayor formación de productos

equilibrio hacia los reactivos o hacia la izquierda, para
contrarrestar el exceso de calor.


Problema: Si se aumenta la temperatura a la siguiente reacción
exotérmica:
CO (g)+ 3H2  CH4(g) + H2O + calor

La temperatura, es el único
factor que afecta el valor de la
constante de equilibrio (K)


En las reacciones exotérmicas (ΔHº-)
Un aumento de temperatura, al sistema favorecerá la reacción
hacia los reactivos, y disminuye el valor de K.
Una disminución de temperatura al sistema, favorecerá la
reacción hacia los productos y aumenta el valor de K.
A+BC+D+ Δ ΔHº -
Se desplaza hacia la izquierda

A+BC+D+ Δ
Se desplaza hacia la derecha

En las reacciones endotérmicas (ΔHº+)
Un aumento de temperatura al sistema, favorecerá la reacción
hacia los productos y aumenta el valor de K.
Una disminución de temperatura al sistema, favorecerá la
reacción hacia los reactivos y disminuye el valor de K

Δ + A+BC+D ΔHº +
Autor: Jesús Rivero Lacruz- Ingeniería Agroindustrial-
UCLA- Venezuela

EFECTO DE UN CATALIZADOR

Un catalizador es una sustancia química, simple o
compuesta, que modifica la velocidad de una
reacción química, interviniendo en ella, pero sin
llegar a formar parte de los productos resultantes
de la misma.

La presencia de un catalizar no modifica la constante
de equilibrio, y tampoco desplaza la posición de un
sistema en equilibrio.


Equilibrio químico

Recomendados

Recomendados

Más contenido relacionado

La actualidad más candente

La actualidad más candente (20)

Similar a Equilibrio químico

Similar a Equilibrio químico (20)

Más de Jesus Rivero

Más de Jesus Rivero (10)

Equilibrio químico