Equilibrio químico

TEMA 10: EQUILIBRIO QUÍMICO

• INTRODUCCIÓN.

• LEY DE ACCIÓN DE MASAS
  

• FACTORES QUE AFECTAN AL EQUILIBRIO
  

• EQUILIBRIOS HETEROGÉNEOS.

• CÁLCULO DE LA
  .

INTRODUCCIÓN.

Muchas reacciones no se producen completamente, sino que alcanzan un equilibrio dinámico.

LEY DE ACCIÓN DE MASAS.

La velocidad de una reacción es proporcional a la masa activa de las sustancias reaccionantes (Guldwerg y Waage).

La masa activa se mide a través de su concentración molar:
.

A+B
C+D

• Disoluciones ideales: Masa activa
  

• Disoluciones reales:
  

Coeficiente de actividad (se determina experimentalmente).

depende de:

siempre <1:

Si
.

• Para gases:
  .

• Para líquidos:
  .

• Para sólidos: a = 1.

aA + bB
cC + dD

(
sólo para gases)

RELACIÓN ENTRE
Y
.

aA + bB
cC + dD

si

para el sentido directo

para el sentido inverso

FACTORES QUE AFECTAN AL EQUILIBRIO.

• Concentración.

• Temperatura.

• Presión.

• Presencia de catalizadores.

Principio de Le Chatelier: Cuando en un sistema en equilibrio se modifica un factor externo (Tª, p ó
) el equilibrio se desplaza en el sentido de contrarrestar dicha modificación.

La energía que se desprende en el sentido directo, se absorbe en el sentido inverso, y viceversa.

Expresión de la
en función de la temperatura:

• Para reacciones EXOTÉRMICAS:
  
  
  

Si aumentamos la temperatura, por Le Chatelier, el sistema tiende a contrarrestar el aumento de Tª: absorbe calor.

• Para reacciones ENDOTÉRMICAS:
  
  
  

Absorbe calor (si
), por Le Chatelier.

• La temperatura hace variar la
  .

Si aumentamos
ó
, para que
permanezca constante, tendrá que ocurrir:
, luego, por Le Chatelier, el equilibrio se desplaza a la derecha.

Si aumentamos
, por Le Chatelier, el equilibrio se desplaza a la izquierda.

(p es proporcional a
).

a)

Si
, por Le Chatelier, el equilibrio tenderá a compensar el efecto
.

Si
, por Le Chatelier, el equilibrio tenderá a compensar el efecto
.

b)

Si
: equilibrio:
.

Si
: equilibrio:
.

c)

Si
, al equilibrio no le afecta
.

Si hay presencia de catalizadores,
; pero no influyen en el equilibrio.

EQUILIBRIOS HETEROGÉNEOS.

• Sistema homogéneo: Aquél en el cual hay una sola fase.

• Sistema heterogéneo: Aquél en el que se presentan dos o más fases.

Fase: Una parte homogénea de un sistema; uniforme en cuanto a su composición química y propiedades físicas. Puede estar formada por un solo elemento, un compuesto o una mezcla homogénea (disolución). (sólido, líquido o gas)

La concentración de un sólido es una constante y no cambia ni por reacción química ni por adición o sustracción, y por tanto, no cambia la
.

El
se encuentra en equilibrio con los dos sólidos a una única presión (en función de la temperatura).


.

A 900ºC:
.

Si disminuyo el volumen
. Como esto no puede suceder, por Le Chatelier, el sistema tiende a compensar la variación:
.

Si aumento el volumen
. Como tampoco puede pasar, por Le Chatelier, compensamos produciendo más

CÁLCULO DE
(TERMODINÁMICAMENTE).

aA + bB
cC + dD

En fase gaseosa:

En el equilibrio:

• 
  no depende de la
  de las sustancias, pero si de la temperatura (igual que
  ).

• 
  se puede calcular experimental o teóricamente.

Ecuación de Van't Hoff:

Van't Hoff, dedujo que si conocíamos
, y queríamos conocer