NOMBRE: SHAMIR ALAN BURGOS ROMEROMATERIA:FISICOQUIMICACARRERA:INGENIERIA INDUSTRIAL

TRABAJO PRCTICOCONSTANTES DE EQUILIBRIO.-En una reaccin qumica en general:

la constante de equilibrio puede ser definida como1

Donde: {A} es la actividad (cantidad a dimensional) de la sustancia qumica A y as sucesivamente. Es solo una convencin el poner las actividades de los productos como numerador y de los reactivos como denominadores.Para el equilibrio en los gases, la actividad de un componente gaseoso es el producto de los componentes de la presin parcial y del coeficiente de fugacidad.Para el equilibrio en una solucin, la actividad es el producto de la concentracin y el coeficiente de actividad. Es una prctica comn el determinar las constantes de equilibrio en un medio de fuerzas inicas altas. Bajo esas circunstancias, el cociente de los coeficientes de actividad son constantes efectivamente y la constante de equilibrio es tomada para ser un cociente de concentracin.

Todas las constantes de equilibrio dependen de la temperatura y la presin (o el volumen).El conocimiento de las constantes de equilibrio es esencial para el entendimiento de muchos procesos naturales como la transportacin de oxgeno por la hemoglobina en la sangre o la homeostasis cido-base en el cuerpo humano.Las constantes de estabilidad, constantes de formacin, constantes de enlace, constantes de asociacin y disociacin son todos tipos de constantes de equilibrio.

DEPENDENCIA DE LA TEMPERATURA.-

La ecuacin de Van't Hoff muestra que cuando una reaccin exotrmica (Ho es negativa), entonces K decrece con el aumento de la temperatura, de acuerdo con el principio de Le Chtelier. Esto permite los clculos de las constantes de equilibrio de las reacciones a la temperatura T2 si la reaccin a T1 constante es conocida y la entalpa estndar de la reaccin puede asumirse como independiente de la temperatura incluso cuando cada cambio en la entalpa estndar es definida a la misma temperatura. Sin embargo, esa suposicin es vlida solo para pequeas diferencias de temperatura. De hecho, los argumentos estndar de la termodinmica pueden ser usados para mostrar que

Donde Cp es la capacidad calorfica a una presin constante.La constante de equilibrio es asociada al cambio en la energa de Gibbs estndar de una reaccin as

Donde Go es el cambio en la energa de gibbs estndar de la reaccin, R es la constante de los gases y T es la temperatura absoluta.Si la constante de equilibrio ha sido determinada y la entalpa de la reaccin estndar ha sido tambin determinada, por un calormetro por ejemplo, esta ecuacin permite el cambio en la entropa estndar para la reaccin realizada.UNA FORMULACIN MS COMPLEJA.-Los clculos de KT2 de la KT1 conocida puede ser propuesta como sigue si las propiedades termodinmicas estndar estn disponibles. El efecto de la temperatura en constante equilibrio es equivalente al efecto de la temperatura en la energa de Gibbs ya que:

Donde es la energa de la reaccin estndar de Gibbs que es la suma de las energas estndar de Gibbs de los productos de la reaccin menos la suma de las energas de los resultantes.Aqu el trmino estndar denota el comportamiento ideal y una concentracin hipottica estndar de 1 mol/kg. Esto no implica que cualquier otra temperatura o presin de sea mas conveniente al describir sistemas acuosos que a otros rangos de temperatura o presin.3La energa estndar de Gibbs (de cada especie o de toda la reaccin) puede ser representada (de la definicin de base) as:

En esta ecuacin, los efectos de la temperatura en la energa de Gibbs (y as de la constante de equilibrio) es descrita enteramente por la capacidad calorfica. Para evaluar las integrales en esta ecuacin, la forma de la dependencia de la capacidad calorfica en la temperatura necesita ser conocida.Ahora, si se expresa la capacidad calorfica estndar como una funcin de temperatura absoluta usando correlaciones en una de las siguientes formas:4 Para sustancias puras (slido, lquido, gas):

Para especies inicas a T < 200C:

Entonces las integrales pueden evaluarse y la siguiente forma es obtenida finalmente:

Todas las constantes y la entropa absoluta, , requieren de la evaluacin de , como los valores de G298 K y S298 K para muchas especies que se encuentran fcilmente en los libros sobre el tema.INFLUENCIA DE VARIACIONES DE LA PRESIN Y EL VOLUMEN.-El efecto de la presin sobre el equilibrio solo se aprecia si alguna o todas las sustancias que interviene en la reaccin estn en fase gaseosa. Cuantitativamente, la influencia de la presin se basa en las ecuaciones que definen las constantes de equilibrio y sus relaciones:

Para una reaccin general:

Donde es la constnte de equilibrio definda utilizando presiones parciales (el subndice p nos recuerda este hecho); es la cosntante de equilibrio expresada en concentraciones molares; es la constante de los gases ; T es la temperatura absoluta en grados Kelvin y es el nmero de moles de los productos gaseosos menos el nmero de moles de los rectivos gaseosos. Si se modifica la presin parcial de alguna sustancia en el estado de equilibrio, se modifican los valores de las presiones parciales de las dems sustancias con el fin de que permanezca constante, lo que obliga tambin a que se modifiquen las concentraciones Si varia la presin total, el sistema evoluciona espontneamente en el sentido de disminuir el efecto producido, originndose sustancias que ocupen menor volumen, sentido que conduce a la formacin de un nmero menor de moles si la presin aumenta. Y formando sustancias que ocupen ms volumen, sentido que conduce a un nmero de moles mayor si la presin disminuye. Una variacin de presin supone una variacin contraria del volumen, de manera que si aumenta el volumen, el equilibrio se desplaza en el mismo sentido que lo hara con una disminucin de presin, y si se disminuye el volumen, el equilibrio se desplaza en el mismo sentido que lo hara se aumenta la presin. Pero si se modifica el volumen, manteniendo constante la presin, el equilibrio no se afecta. Si aumenta la presin externa sobre el sistema, disminuye su volumen. El sistema evoluciona para compensar ese efecto, hacia el lado que haya menos moles, de forma que disminuya la presin. Si disminuimos la presin externa, aumenta el volumen; el sistema se desplazar hacia el lado en el que haya mayor nmero de moles; de esta manera, aumenta el volumen, con lo que se incrementa de nuevo la presin As en general el principio de Le Chtelier predice que: -Un incremento en la presin que reduce el volumen producir una reaccin neta en la direccin que disminuye el nmero de moles del gas. -Una disminucin en la presin que se produce por un incremento en el volumen producir una reaccin neta en la direccin que incrementa el nmero de moles del gas. FIJACIN DEL N2 .-Consiste en la reduccin del nitrgeno atmosfrico a compuestos nitrogenados, es decir, en combinar el nitrgeno atmosfrico con hidrgeno para formar principalmente amoniaco.El N elemental se puede fijar de varias formas:Fijacin NFsico-qumicaElectroqumica

Fotoqumica

BiolgicaSimbiticaNdulos

Rizosfera

No simbiticaBacterias anaerobias facultativas

Bacterias anaerobias estricto

Bacterias aerobiascianobacterias

bacterias microaerfilas

Principales formas de fijacin del N2.Aunque el trmino fijacin normalmente se usa para definir la fijacin de N por bacterias (fijacin biolgica), tambin incluye la fijacin por transformaciones no biolgicos (fijacin fsico-qumica) las cuales incluyen las reacciones de tipo electroqumico (tormentas elctricas) y fotoqumico (reacciones entre el ozono y el N2 atmosfrico para la fabricacin de amoniaco y cido ntrico). Pero lo que es ms importante an, el trmino fijacin tambin incluye una fijacin antropognica, es decir, la realizada por actividades humanas (produccin de energa, produccin de fertilizantes y cultivos) que produce N reactivo (NOX, NHY y N orgnico). La fijacin del N desde el estado gaseoso a la forma orgnica se lleva a cabo biolgicamente por microorganismos especializados: bacterias (por ejemplo, rhizobium y frankia) y cianobacterias (algas verdes-azules), que convierten el N2 en otras formas qumicas (amonio y nitratos) asimilables por las plantas. La fijacin la realizan por medio de un complejo enzimtico conocido bajo el nombre de nitrogenasa.