16. clase16
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EQUILIBRIO QUIMICO
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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
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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
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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
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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
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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.
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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.
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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)
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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- 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
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% 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 )
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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.
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[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
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