El equilibrio quimico es el estado alcanzado en una reacción reversible en que la velocidad de la reaccion a la derecha, es igual a la velocidad de la reaccion a la izquierda.
Una reacción reversible es aquella en que los productos de la reacción interactuan entre sí y forman nuevamente los reaccionantes.
aA + bB ↔ cC + dD
LA CONSTANTE DE EQUILIBRIO
En un reacción dada, experimentalmente se puede determinar una ecuacion de velocidad, que incluye una constante K y las concentraciones de los reactivos elevadas a ciertos exponentes.
ley de acción de masas:
La constante de equilibrio equivale al producto de las concentraciones de las sustacias formadas en una reacción química reversible en la que se ha alcanzado el equilibrio "productos", dividido ente el producto de las concentraciones de las sustancias que reaccionan "reactantes", elevada cada una a un exponente igual al coeficiente que procede a su respectiva fórmula en la ecuación quimica ajustada. La constante cambia con la temperatura; sin embargo para una temperatura determinada, ese valor siempre es el mismo, ya que una vez establecido el equilibrio, las concentraciones de los reactivo y de los productos se mantiene constantes.
Entonces para esta ecuación:
A2 + B2 ↔ 2 AB
L a constante de equilibrio será:
La magnitud K mide el grado en que se produce una reacción, asi:
Cuando K > 1 indica que en el equilibrio la mayoría de los reactivos se convierten en productos.Cuando K se aproxima a 1 entonces hay mezcña de reacctivos y productos con concentraciones apreciablesCuando K se aproxima a infinito (es grande), en el equilibrio prácticamente solo existen los productos.Cuando K < 1, indica que cuando se establece el equilibrio, la mayoría de los reactivos quedan sin reaccionar, formándose solo pequeñas cantidades de producto
ejercicios propuestos
1 - Dada la reacción de descomposición del pentacloruro de fósforo para dar tricloruro de fósforo y cloro, en fase gaseosa de la cual se conocen los valores de su constante de equilibrio a dos temperaturas K=0’10 (a T=500 K) y K’ = 38 (a T=825 K), explique, a partir de la expresión de la constante de equilibrio:
PCl5 ⇔ PCl3 + Cl 2
a) En que sentido se desplazara el equilibrio cuando se aumenta la temperatura.
Solución.
Al aumentar la temperatura aumenta la constante, es decir aumenta el cociente de reacción
Reactivos
Productos
aumentando las concentraciones de los productos y disminuyendo la de los reactivos, por lo
tanto la reacción se desplaza a la derecha(aumentan productos y disminuyen reactivos).
b) Si la reacción de descomposición del pentacloruro es exotérmica o endotérmica.
Solución.
Si al aumentar la temperatura el equilibrio se desplaza a la derecha eso quiere decir que el término de
calor en la ecuación termoquímica se encuentra a la izquierda.
Reacción + Q⇔ Productos
luego la reacción es endotérmica.
2 - Indique como influye cada uno de los siguientes cambios sobre la concentración de hidrógeno, en equilibrio:
H2(g) + CO2(g) ↔ H2O(g) + CO(g) ΔH< 0
a) La adición de CO2.
Solución.
Al aumentar la concentración de CO2 (reactivo), el equilibrio se recupera aumentando la concentración de productos, lo cual supone un desplazamiento hacia la derecha del equilibrio, disminuyendo la concentración de H2.
b) La adición de H2O
Solución.
Exactamente el contrario. Si aumentamos la concentración de un producto, el sistema evoluciona hacia reactivos, aumentando la concentración de H2.
c) La presencia de un catalizador
Solución.
Los catalizadores no modifican el equilibrio, solo la velocidad de reacción, mediante una modificación de la energía de activación del proceso, por lo tanto la concentración de equilibrio de H2 no varía.
d) El aumento de temperatura
Solución.
Por ser una reacción exotérmica AH < 0 , el calor se desprende. Si se aumenta la temperatura el
equilibrio se desplaza hacia la izquierda para producir menos calor y contrarrestar el aumento de
temperatura. Al desplazarse hacia la izquierda la concentración de H2 aumenta.