RECURSOS PARA APRENDER CIENCIAS BÁSICAS Y MATEMÁTICAS

En esta sección encontrarás contenidos de Biología, Química, Física y Matemáticas, orientados a la activación de conocimientos previos y la resolución de dudas en contenidos frecuentes de primer año universitario.

Equilibrio químico

El equilibrio químico es la condición en la cual la velocidad de reacción en el sentido de formación de productos es igual a la velocidad de reacción en el sentido opuesto (equilibrio dinámico).

  • Reacciones irreversibles: los reaccionantes se transforman totalmente en productos ().
  • Reacciones reversibles: los reaccionantes se transforman parcialmente en productos (⇄).

Algunas reacciones reversibles se pueden transformar en irreversibles cuando uno o más de los productos formados se remueven de la mezcla de reacción y de irreversibles a reversibles, cuando en la disociación de un ácido fuerte se cambia el disolvente (agua por benceno).

Ley de equilibrio químico: para la reacción


Las velocidades de las reacciones directa e inversa son:

Para que se cumpla la condición de equilibrio estas dos velocidades deberán ser iguales ; por
lo tanto para el sistema en el punto de equilibrio se cumple que:


Ordenando la ecuación se tiene:

kd y ki son constantes de proporcionalidad reacciones directa e inversa, por lo tanto kd /ki
también es una constante. Esta razón se denomina K.

K = constante de equilibrio
[ ] = concentración molar
a, b, c, d = coeficientes estequiométricos

La constante de equilibrio K depende de la temperatura y de la naturaleza de los reaccionantes y de los productos.

Para las reacciones que ocurren en soluciones diluidas las concentraciones se expresan en molaridad y la constante de equilibrio se representa por Kc; para las reacciones entre moléculas y compuestos en estado gaseoso, las concentraciones se expresan en función de sus presiones parciales y la constante de equilibrio se representa por Kp.

La relación entre Kc y Kp es Kc = Kp. (RT)∆n donde ∆n = n° de moles de gas producidos, menos el número de moles de gas que reaccionan. Si ∆n = 0, Kc = Kp.

Principio de Le Châtelier: si en una reacción química en equilibrio se modifica la temperatura, la presión o la concentración de alguna de las sustancias participantes, el equilibrio se desplaza en un sentido tal, que tiende a minimizar el cambio externo impuesto a la reacción.

Existen factores que afectan la posición del equilibrio sin modificar el valor de K:

  • cambio de concentración
  • cambio de la presión total

En cada caso el sistema se desplaza hacia un nuevo estado de equilibrio en el sentido de atenuar la variación producida. Si en el equilibrio se altera la concentración o presión parcial de alguna de las especies participantes, el sistema evolucionará a una nueva posición de equilibrio y el valor de la K de equilibrio se mantiene.

Existen factores que afectan la posición de equilibrio modificando el valor de K, como un cambio
de temperatura.

  • En una reacción endotérmica, el aumento de la temperatura, desplaza el equilibrio hacia la formación de productos y la disminución de la temperatura desplaza el equilibrio hacia la formación de reaccionantes.
  • En una reacción exotérmica, el aumento de la temperatura desplaza el equilibrio hacia la formación de reaccionantes y la disminución de la temperatura desplaza el equilibrio hacia la formación de productos.

Efecto de un catalizador. Un catalizador que se agrega a una mezcla de reacción acelera la reacción directa como la inversa, por lo que no afecta las concentraciones de reaccionantes y productos en el equilibrio y no se modifica el valor de K.

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