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Laya Morales
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♦ PRINCIPIO DE LE CHATELIER ♦
Equilibrio Químico:
Es el estado al que se llega al final de cualquier sistema
químico. La expresión matemática que representa al Equilibrio Químico, se conoce
como Ley de Acción de Masas y se enuncia como: La relación del producto de las
actividades (actividad igual a concentración en soluciones diluidas) elevadas los
coeficientes estequiométricos en la reacción de productos y reactivos permanece
constante al equilibrio. Para cualquier reacción:
aA + bB cC + dD
-Las letras entre paréntesis rectangular indican concentración molar de reactivo o
producto y los exponentes son los coeficientes estequiométricos respectivos en la
reacción. De acuerdo con estas expresiones matemáticas:
✓
Si K <<< 1, entonces la reacción es muy reversible y se dice que se encuentra
desplazada a la izquierda.
✓ Si K = 1, es una reacción en la que se obtiene 50% de reactivos y 50% de
productos.
✓ Si K >>> 1, la reacción tiene un rendimiento alto y se dice que esta desplazada
a la derecha.
Si se utiliza Q se sabe que:
✓
Si Q < K: la reacción se lleva a cabo hacia los productos (derecha), y Q va a
aumentar hasta llegar a K, donde se vuelve constante.
✓
Si Q > K: la relación entre productos y reactivos es muy grande, entonces los
productos se convierten en reactivos y la reacción se lleva a cabo en sentido
contrario (izquierda, pero en menor cantidad).
✓
Si Q = K: el sistema se encuentra en equilibrio.
El equilibrio químico se rige por el principio de Le Chatelier:
Principio de Le Chatelier:
Un sistema, sometido a un cambio, se ajusta el sistema de tal manera que se cancela
parcialmente el cambio.
Factores que influyen en la reacción:
Concentración
Presión
Temperatura
Concentración:
Equilibrio Químico
Laya Morales
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- A mayor concentración en los productos el equilibrio tiende a desplazarse hacia los
reactivos para compensar la reacción (el equilibrio se va hacia la izquierda).
- A mayor concentración en los reactivos, el equilibrio tiende a desplazarse hacia los
productos (el equilibrio se va hacia la derecha).
Presión:
- Es importante hacer notar, que la presión sólo afecta a aquellos productos o
reactivos que se encuentran en fase gaseosa.
- A mayor presión, el equilibrio tenderá a irse a donde hay menor número de moles.
De acuerdo con la ley general del estado gaseoso
PV=RnT que implica que a mayor número de moles, mayor presión.
Temperatura:
En la temperatura se debe de considerar su entalpía (H°):
I. Si H es positiva, la reacción es endotérmica.
II. Si H es negativa, la reacción es exotérmica
- A mayor presión, el equilibrio tenderá a irse a donde hay menor número de moles.
De acuerdo con la ley general del estado gaseoso.
- Si una reacción es endotérmica, al aumentar la temperatura, el equilibrio se
desplazará hacia la derecha (mayor formación de productos).
- Si una reacción es exotérmica, al aumentar la temperatura, el equilibrio se desplaza
hacia la izquierda (mayor formación de reactivos).
Laya Morales
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Ejercicios:
24.
- La constante de equilibrio K para la formación del cloruro de nitrocilio 2NO(g) +
Cl2(g) 2NOCl(g) es de K= 6.5*104 a 35°C . En un experimento se mezclan 2*10-2 moles
de óxido nitroso (NO) , 8.3*10-2 moles de cloro y 6.8 moles de NOCl en un matraz de 2
litros ¿en qué dirección se desplaza el sistema para alcanzar el equilibrio? y calcule la
concentración de todas las especies químicas en el equilibrio.
[NOCl] eq= 3.35 M
[NO] eq= 0.052 M
[Cl2 ] eq= 0.062 M
25. -Supongamos que las concentraciones iniciales de una solución son las
siguientes:
H2=0.00623M, I2-=0.004141M, HI=0.00240M y K=54.3
Calcule las concentraciones al equilibrio de todas las especies químicas en solución.
[H2]=0.0027M
[I2]=0.000641M
[HI]=0.0094 M
26.-La constante K para la reacción es 2.37*10-3, a una temperatura de 700°C. En
un experimento determinado, las concentraciones al equilibrio son las siguientes:
[N2]=0.683M, [H2]=8.8M y [NH3]=1.05M
Suponga que se añade NH3 a la mezcla, de manera que su concentración se
incrementa hasta 3.65M.
a) Prediga el cambio en la dirección de la reacción para alcanzar un nuevo equilibrio.
b) Calcular las concentraciones de todas las especies químicas al final de la reacción.
c) Confirme la predicción de la reacción calculando Q, y comparándolo con K.
d) Calcula el rendimiento de la reacción en el sentido en el que se lleva a cabo
Laya Morales
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Nota: Este problema está resuelto anteriormente. Sugiero que se resuelva sin
consultarlo a manera de ejercicio
Al aumentar la cantidad del producto dela reacción, la flecha se desplazara hasta la
izquierda, ya que tenemos una mayor cantidad de producto, que se disocia regresando
a los reactivos.
Concentraciones al nuevo equilibrio:
[N2]=1.433M
[H2]=11.05M
[NH3]=2.15M
Se puede observar que Q es mayor que K, por lo tanto se comprueba la suposición.
27.-Considere las siguientes reacciones en equilibrio:
2 PbS(s) + 3 O2(g) 2 PbO(s) + 2 SO2(g)
PCl5(g) PCl3(g) + Cl2(g)
H2(g) + CO2(g) H2O(g) + CO(g)
Prediga la dirección de la reacción al aumentar la presión, a temperatura constante
Reacción 1.- Derecha
Reacción 2.- Izquierda
Reacción 3.- Igual
28.-Considere la siguiente reacción:
N2F4 2NF2, ΔH=38.5 kJ
Prediga los cambios en el equilibrio si:
a) Se calienta la mezcla. A Volumen constante.
b) El gas difluoruro de Nitrógeno se remueve de la mezcla de reacción, a temperatura y
volumen constantes.
c) Se disminuye la presión de la mezcla, a temperatura constante
d) Se agrega helio a la reacción, a temperatura, volumen y presión constantes.
a) Derecha
b) Derecha
c) Derecha
d) No influye, ya que el Helio no es reactivo.
• Reacciones utilizadas en Química Analítica: Los tipos de reacciones utilizadas en
química analítica son: Neutralización. Precipitación, Redox y Complejos.
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