El equilibrio químico se presenta cuando dos reacciones opuestas ocurren con la misma rapidez y al
mismo tiempo. Si se tiene un recipiente donde una reacción alcanza el estado de equilibrio se obtiene
una mezcla de reactivos y productos cuyas presiones o concentraciones NO cambian con el tiempo.
Esta mezcla se llama mezcla de equilibrio y se obtiene debido a que la reacción es reversible.
Lecciones Importantes sobre el equilibrio
En equilibrio, una razón
específica de los términos
de concentración es igual a
la constante
Para que se establezca el
equilibrio, ni los reactivos ni los
productos pueden salir del
sistema
En equilibrio, las
concentraciones de los
reactivos y productos no
cambian con el tiempo
CONSTANTE DE
EQUILIBRIO
Ley de acción de masas
Para cualquier reacción, la
relación entre las
concentraciones de los
reactivos y de los
productos presentes en el
equilibrio.
Expresión de la constante de equilibrio
CONSTANTES DE EQUILIBRIO EN TÉRMINOS DE LA PRESIÓN KP
Cuando los reactivos y productos de una
reacción química son gases se puede
formular la expresión de la constante de
equilibrio en términos de presiones
parciales
MAGNITUD DE LAS CONSTANTES DE
EQUILIBRIO
K>>1: El equilibrio se
encuentra a la derecha;
predominan productos
K<<1: El equilibrio se
encuentra a la izquierda;
predominan reactivos
RELACIÓN DE LA ESTEQUIOMETRÍA DE LA ECUACIÓN QUÍMICA Y LAS CONSTANTES DE EQUILIBRIO
La constante de equilibrio de una
reacción en el sentido inverso es la
inversa de la constante de
equilibrio de la reacción en el
sentido directo
La constante de equilibrio de una reacción
neta formada por la suma de dos o más
reacciones es el producto de las constantes de
equilibrio de las reacciones individuales
Dirección de la ecuación química y K
La expresión de la constante de equilibrio para una reacción escrita en una dirección es el
reciproco de la expresión para la reacción escrita en la dirección inversa.
Equilibrios heterogéneos
Siempre que un sólido o líquido puro
esté implicado en un equilibrio
heterogéneo, su concentración no se
incluye en la constante de equilibrio
Las sustancias en equilibrio se encuentran en fases
distintas
Aplicaciones de las constantes de equilibrio
Cálculo de las concentraciones de
equilibrio
Predicción del sentido de la reacción
Este método se formaliza definiendo una cantidad conocida como cociente de reacción.
El cociente de reacción Q, es un número que se
obtiene sustituyendo las concentraciones o las
presiones parciales de los reactivos y productos
en cualquier punto durante una reacción en una
expresión de la constante de equilibrio
Las concentraciones que se
utilizan podrían ser o no ser las
concentraciones de equilibrio
Q=K: El sistema está en equilibrio.
Q>K: La concentración de productos es demasiado grande y la de reactivos
demasiado pequeña.
Q<K: La concentración de productos es demasiado pequeña y la de reactivos demasiado grande.
Para una sustancia pura, el valor de
referencia es la concentración de la
sustancia pura misma, por lo que la
actividad de cualquier sólido o líquido
puro es siempre 1
La constante de equilibrio de una reacción
que se ha multiplicado por un numero, es
igual a la constante de equilibrio original
elevada a una potencia igual a ese número
Calculo de las constantes de equilibrio
Pasos a seguir:
1. Tabule todas las concentraciones conocidas,
tanto las iniciales como las de equilibrio, de las
especies que aparecen en la expresión de la
constante de equilibrio.
2. Para aquellas especies cuyas concentraciones
inicial y de equilibrio se conozcan, calcule el
cambio en la concentración que ocurre
conforme el sistema alcanza el equilibrio
3. Recurra a la estequiometría de la
reacción para calcular los cambios
de concentraciónpara las demás
especies en la expresión de la
constante de equilibrio.
4. Utilice las concentraciones iniciales de
los pasos 1 y los cambios de
concentración del paso 3 para calcular
las concentraciones de equilibrio no
tabuladas en el paso 1.
5. Determine el valor de la constante
de equilibrio
Principio de Le Chatelier
Si en un sistema en equilibrio se
perturba por un cambio en la
temperatura, concentración o
presión, el sistema desplazará su
posición de equilibrio de tal forma
que contrarreste el efecto de la
perturbación.
Temperatura: Si se aumenta la temperatura en un
sistema en equilibrio, el sistema reacciona como si
se hubiera agregado un reactivo a una reacción
endotérmica o un producto a una exotérmica. El
equilibrio se traslada hacia la dirección que
consume el exceso de reactivo.
Endotérmica: Aumentar T
da por resultado que K
aumente
Exotérmica: Aumentar T
da por resultado que la K
disminuya
Presión: A temperatura constante, la reducción
del volumen de una mezcla en equilibrio
gaseoso causa que el sistema se desplace en la
dirección que reduce el numero de moles de gas.
Concentración: Si una sustancia se agrega a un
sistema en equilibrio, el sistema reacciona para
consumir parte de la sustancia. Si una sustancia se
elimina de un sistema, este reacciona para
producir más de dicha sustancia.