Equilibrio químico

Química. Concentraciones de reactivos. Reacciones químicas. Veloccidad de reacción

  • Enviado por: Isa
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Que es equilibrio químico.

El equilibrio químico es el estado en el que las actividades químicas o las concentraciones de los reactivos y los productos no tienen ningún cambio neto en el tiempo. Normalmente, este sería el estado que se produce cuando una reacción química evoluciona hacia adelante en la misma proporción que su reacción inversa. La velocidad de reacción de las reacciones directa e inversa por lo general no son cero, pero, si ambas son iguales, no hay cambios netos en cualquiera de las concentraciones de los reactivos o productos. Este proceso se denomina equilibrio dinámico.

Factores que influyen o afectan al equilibrio químico.

*Efecto de la temperatura

En los procesos endotérmicos el aumento de temperatura favorece el proceso porque necesita aporte de energía. En un proceso exotérmico la temperatura no debe ser muy alta, pero si se baja demasiado la reacción sería más lenta porque no habría apenas choques. En las exotérmicas el aumento de temperatura entorpece la reacción. En general la reacción se desplaza en el sentido que absorba calor, es decir, que sea endotérmica.

*Efecto de la presión

Una variación de presión en un equilibrio químico influye solamente cuando en el mismo intervienen gases y hay variación del número de moles. Si aumenta p, el sistema se desplazará hacia donde existan menor número de moles (porque ocupan menos espacio) para así contrarrestar el efecto de disminución de V, y viceversa. (mayor presión menor volumen)

*Efecto de las concentraciones

La variación de la concentración de cualquiera de las especies que intervienen en el equilibrio o afecta en absoluto al valor de la constante de equilibrio; no obstante el valor de las concentraciones de las restantes especies en equilibrio sí se modifica. Así en la siguiente reacción:

N2 (g) + 3 H2 (g) 222 NH3 (g)

[NH3]²

Kc=

 

[N2] [H2]³

Reacciones química.

La reacción química se define como: el proceso mediante el cual una o más sustancias (elementos o compuestos) denominadas reactivos, sufren un proceso de transformación o combinación para dar lugar a una serie de sustancias (elementos o compuestos) denominadas productos. En una reacción química se produce desprendimiento o absorción de calor u otras formas de energía.

Tipos de reacciones químicas.

*Reacción de composición o síntesis: En las reacciones de síntesis o composición es donde dos reactantes se combinan para formar un solo producto. Muchos elementos reaccionan con otro de esta manera para formar compuestos, por ejemplo:

2CaO(s) + 2H2O (l) ! 2Ca (OH)2(ac)

En esta fórmula se mezclan 2 moles de oxido de calcio sólido con 2 moles de agua líquida reacciona produciendo 2 moles de dihidroxido de calcio acuoso.

*Reacción de descomposición o análisis: Este tipo de reacción es contraria a la de composición o síntesis ya que en esta no se unen 2 o más moléculas para formar una sola, sino que una sola molécula se divide o se rompe para formar varias moléculas más sencillas, por ejemplo:

2HgO (s)  ! 2Hg(l) + O2(g)

En esta formula una 2 molécula de oxido de mercurio sólido se descomponen o dividen para formar 2 moléculas de mercurio y una de oxigeno, las cuales son más sencillas que la primera.

*Reacción de desplazamiento o simple: En este tipo de reacción, un elemento libre sustituye y libera a otro elemento presente en un compuesto, su ecuación general es:

CuSO4 + Fe  ! FeSO4 +     Cu

En esta reacción un mol de sulfato de cobre con 1 mol de hierro para formar sulfato de hierro y cobre

*Reacción de doble desplazamiento o doble sustitución: Son aquellas reacciones que se dan por intercambio de átomos entre los reactivos

AB + CD----------------- AC + BD

Por Ejemplo:

K2S + MgSO4    ! K2SO4 +    MgS

En esta reacción 1 mol de sulfuro de potasio reaccionan con sulfato de magnesio para formar sulfato de potasio y sulfuro de magnesio.

Es difícil encontrar reacciones inorgánicas comunes que puedan clasificarse correctamente como de doble sustitución.

Catalizador.

Un catalizador es una sustancia que aumenta la rapidez de una reacción química sin sufrir ningún cambio permanente. La catálisis es el proceso mediante el cual aumenta la velocidad de las reacciones químicas por medio de la presencia de un catalizador. Un catalizador interviene en una reacción pero sin llegar a formar parte de los resultados de esta

Tipos de catalizador.

  Los catalizadores se pueden clasificar en: catalizadores heterogéneos o de contacto, y los catalizadores homogéneos.

*Catalizadores homogéneos:

Normalmente los catalizadores homogéneos están disueltos en un disolvente con los sustratos. Un ejemplo de catálisis homogénea implica la influencia de H+ en la esterificación de los esteres, por ejemplo, acetato de metilo a partir del ácido acético y el metanol. Para los químicos inorgánicos, la catálisis homogénea es a menudo sinónimo de catalizadores organometálicos.

*Catalizadores heterogéneos:

Los catalizadores heterogéneos son aquellos que actúan en una fase diferente que los reactivos. La mayoría de los catalizadores heterogéneos son sólidos que actúan sobre sustratos en una mezcla de reacción líquida o gaseosa. Se conocen diversos mecanismos para las reacciones en superficies, dependiendo de cómo se lleva a cabo la adsorción. El área superficial total del sólido tiene un efecto importante en la velocidad de reacción. Cuanto menor sea el tamaño de partícula del catalizador, mayor es el área superficial para una masa dada de partículas.

Usos o aplicación del equilibrio químico en las industrias.

1. Verificar que se llevo a cabo la transformación de materia.

2. Cuantificar el volumen obtenido.

3. Porcentaje de error en el proceso.

4. Control de calidad del proceso.

5. Visualizar puntos donde pueda hacerse Disminución de costos.

6. Visualizar puntos donde pueda haber fugas de materia prima y perdida.

7. Prevenir accidentes (explosiones)

8. Control rutinario de producción

9. Chequear si se puede mejorar el proceso, para obtener un rendimiento mayor.

Importancia de las industrias.

El equilibrio químico es un indicador que te permite determinar la cantidad de producto que podrías obtener a una determinada temperatura y velocidad después de un lapso de tiempo; una vez ocurrido esto el resto permanecerá constante es decir habrá alcanzado el equilibrio y si es que se presenta algún agente externo, el sistema reaccionara de tal manera que dicha perturbación se verá contrarrestada alcanzando así, un nuevo estado de equilibrio.

Tiene una infinidad de aplicaciones y es participe en casi todas las actividades de los seres vivos.

En la industria cervecera es muy usada para determinar el tiempo y velocidad de la fermentación.

En la medicina: Para las operaciones al corazón se altera el equilibrio químico disminuyendo la temperatura a unos 4°C para que los procesos metabólicos sean más lentos y así minimizar los daños producidos a los tejidos.