EQUILIBRIO QUIMICO

EQUILIBRIO QUMICO

La mayora de las reacciones son reversibles

aA + bB cC + dD

La reaccin ocurre en ambos sentidos Se produce hacia la izquierda y hacia la derecha Se produce hacia la izquierda y hacia la derecha simultneamente.

A y B reaccionan para formar C y D y tambin C y D reaccionan para formar A y B por lo que los reactivos nunca se agotan

Cuando A y B reaccionan para formar C y Da la misma velocidad con que C y Dreaccionan para formar A y B, el sistema est en EQUILIBRIO.Desde que se alcanza el estado de equilibrio las concentraciones de todas las especies las concentraciones de todas las especies participantes se mantienen constantes en el tiempoEL EQUILIBRIO QUIMICO ES DINAMICO

v.directa = v. Inversa

kD [A]ea [B]eb = kI [C]ec [D]ed

kD [C]ec [D]ed [C]ec [D]ed kI [A]ea [B]eb [A]ea [B]eb

Kc==

Kc = Constante de Equilibrio Kc (adimensional)Numerador : concentraciones de productos elevadas a los coeficientes de cada especieDenominador : concentraciones de reactivos elevadas a los coeficientes de cada especie

Para reacciones en fase gaseosa, admas de Kc se puede definir Kp

PCc PDd

PAa PBbKp =

K = K (RT)n

R : constante de los GasesT: temperatura en Kelvinn : diferencia de moles gaseosos entre productos y reactivos

Kp = Kc (RT)n

La magnitud de K mide hasta que grado se produce la reaccin.

K > 1 : En el equilibrio la mayora de los reactivos se

han convertido en productos.

K < 1: En el equilibrio la mayoraK < 1: En el equilibrio la mayora

de los reactivos permanece

sin reaccionar.

EQUILIBRIOS HETEROGENEOS

1. Las concentraciones de solventes, lquidospuros o slidos puros se consideran 1

2. Las concentraciones de sustancias en solucin se expresan como Molaridad.solucin se expresan como Molaridad.

3. Las concentraciones de gases se expresancomo presin parcial.

Reaccin Constante

N2(g) + 3 H2(g) = 2 NH3(g)

Sn2+(ac) + 2 Fe3+(ac) = Sn4+(ac) + 2 Fe2+(ac)

K =(PNH3)2

(PN2) (PH2 )3= 2,4 x 10-3 ( a 100 K)

K =[Sn4+] [Fe2+]2

[Sn2+] [Fe3+]2= 5 x 1022 ( a 298 K)

CaCO3(s) = CaO(s) + CO2(g)

AgCl(s) = Ag+(ac) + Cl-(ac)

CH3NH2(ac) + H2O(l) = CH3NH3+(ac) + OH-(ac)

K = PCO2 = 1 atm (a 897 K)

K = [Ag+] [Cl-] = 10-10 (a 298 K)

K =[CH3NH3+] [OH-]

[CH3NH2]= 4,6 x 10-4 ( a 298 K)

Factores que afectan el equilibrio

Principio de Le Chatelier

Si se produce algn cambio en alguna variable, la reaccin evolucionar en

uno u otro sentidouno u otro sentido

hasta contrarrestar la

modificacin

Efecto de la ConcentracinSi se aumenta la concentracin de uno de los

reactivos, el equilibrio se desplaza hacia los

productos

Si se aumenta la concentracin de uno de los

productos, el equilibrio se desplaza hacia los productos, el equilibrio se desplaza hacia los

reactivos

Si se disminuya la concentracin de reactivos

Si se disminuye la concentracin de productos

Efecto de la Presin

La presin influye slo cuando hay gases

Al aumentar la presin, el equilibrio se desplaza hacia

donde hay menos moles de gas

Al disminuir la presin, el equilibrio se desplaza hacia Al disminuir la presin, el equilibrio se desplaza hacia

donde hay mas moles de gas

Si el nmero de moles de gas en los reactivos y

productos es igual, la presin no provoca

desplazamiento del equilibrio

Efecto de la Temperatura

Adems de influir en el equilibrio, modifica el valor

de la constante.

Si se aumenta la temperatura (se agrega calor), el

equilibrio se desplaza en el sentido que absorba ese

calorcalor

Si se disminuye la temperatura

(se quita calor), el equilibrio se

desplaza en el sentido que libere

calor

Reacciones endotrmicas:

R + Q P

El Q es un reactivo Al aumentar la T

Al disminuir la T

Reacciones exotrmicas:Reacciones exotrmicas:

R P + Q

El Q es un producto Al aumentar la T

Al disminuir la T

Efecto de los Catalizadores

Un catalizador aumenta la rapidez con la que se

alcanza el equilibrio pero no modifica la

composicin de la mezcla en equilibrio

La presencia de un catalizador

no influye en el valor de la

constante de equilibrio

- La constante de Equilibrio de una reaccin inversa es el inverso de la constante de equilibrio de la reaccin directa Ki = 1/Kd- La constante de equilibrio de una reaccin que ha sido multiplicada por un nmero es la

CALCULO DE LA CONSTANTE DE EQUILIBRIO

ha sido multiplicada por un nmero es la constante de equilibrio elevada a ese nmero Kn

- La constante de equilibrio para una reaccin consecutiva de dos o ms etapas es el producto de las constantes de equilibrio de las etapas individuales

% de disociacin % de disociacin Es el porcentaje de reactivo que se ha

disociado cuando se alcanza el equilibrio

COCO2 2 CO + OCO + O22eqeq: : [CO[CO22 ]]ii x x xx xx/2 /2 eqeq: : [CO[CO22 ]]ii x x xx xx/2 /2

X = X = [CO[CO22 ]]ii % / 100% / 100

[CO][[[[O2]]]]1/2 X (X/2)1/2 Kc = =

[[[[CO2]]]] [[[[CO2]]]] i x )

EJEMPLO: En un matraz de 10 litros se introducen 3,15 moles de PCl5 y se calienta hasta 200C .A esa temperatura se establece el equilibrio:

PCl5 PCl3 + Cl2

Si el % de disociacin del PCl5 es del 40%. Calcular Kc y Kp a dicha temperatura.

[PCl5 ]i = 0,315 /10 = 0,0315 mol/L

0,0315 100%X 40 % X = 0,0126M

PCl PCl + ClPCl5 PCl3 + Cl2

Eq: 0,0315 0,0126 0,0126 0,01260,0189

Kc = 0,0126 x 0,0126 / 0,0189 = 8,4x10-3

Kp = 8,4 x 10-3(0,082 x 473)1 = 3,26 x10-1