Equilibrio químico

Sublimación. Reacciones reversibles. Calor. Ley de acción de masas. Constante de equilibrio. Rendimiento. Solubilidad. Exotérmicas y endotérmicas. Factores: energético y entrópico

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Química 2ª bach : teoría

tema 4: equilibrio. Químico

  • Introducción

  • Vamos a estudiar el siguiente proceso

    I2 (s) I2 (g) ( Sublimación )

    En un recipiente abierto

    'Equilibrio químico'

    El yodo se sublima al elevar la T sin poder volver a solidificarse: es un proceso irreversible

    En un recipiente cerrado

    Siempre queda algo de Yodo sólido: Esto ocurre xq cuando se sublima suficiente yodo (Hay mucho yodo gas en el ambiente) empieza a producirse la sublimación inversa, y se llega al equilibrio (se producen igualmente ambas sublimaciones)

    Las reacciones químicas son también irreversibles o reversibles, y tb. en ellas se alcanza el equilibrio químico

  • Como y cuando se alcanza el eq. Químico

  • N2O4 'Equilibrio químico'
    2NO2 NO2 = Rojo N2O4 = Incoloro

    Al producirse la reacción el color dentro del recipiente se vuelve un poco rojo, pero al cabo de un rato ya no se produce cambio de color: las concentraciones de ambos gases permanecen cte . por que se alcanzado el eq : las velocidades de ambas reac son iguales.

    La mayoría de las reac son reversibles, pero en algunas el eq está muy desplazado0 hacia la izquierda o la derecha

  • Constante de equilibrio. Ley de acción de masas

  • deducción de la cte de equilibrio

  • aA +bB 'Equilibrio químico'
    cC + Dd

    Hemos concluido que en el equilibrio las V son iguales. En el tema anterior vimos q la eq de velocidad es V =K velocidad (v) [A ]a [B] b como Vd =Vi (V directa = V inversa) se concluye que K v directa [A ]a [B] b = K v inversa [C ]c [D] d O:

    'Equilibrio químico'

  • Enunciado de la ley de acción de masas

  • Las Kc varían según como esté ajustada la reacción así la Kc de N2 + 3H2 'Equilibrio químico'
    2nh3 no es la misma que la de ½ N2 + 3/2 H2 'Equilibrio químico'
    nh3 , por lo tanto nos tienen q dar la reac ajustada

  • Otra forma de expresar la constante de equilibrio

  • Esta se basa en la P y no en las concentraciones de los reactivos por ejemplo en la reacción N2 + 3H2 'Equilibrio químico'
    2nh3

    'Equilibrio químico'

    Relación entre Kp y Kc

    PV = NRT

    P = (N/V) RT

    P = CRT sustituyendo en la ecuación de la Kp

    Kp = Kc (RT)An

  • Información q proporcionan las cte de equilibrio

  • Al saber la K de una reacc reversible se pude calcular:

    A )El rendimiento de una reacción

    La Kc es directamente proporcional al rendimiento

    b) El sentido de avance de la reacción dadas las concentraciones de las sustancias

    Dado el equilibrio aA +bB 'Equilibrio químico'
    cC + dD, se trata de calcular las concentraciones en el eq. Si no lo están se calcula el cociente de reacción :

    Si Q = Kc Está en equilibrio

    Si Q > Kc Hacia la izquierda

    Si Q < Kc Hacia la derecha

    c) Grado de disociación-->[Author:E]

    [AB] disociado

    AB inicial

    No tiene unidad

  • Factores que afectan al equilibrio

  • variación de la C de uno de los componentes del equilibrio

  • Dado el eq aA +bB 'Equilibrio químico'
    cC + +dd debe permanecer cte si vemos la fórmula de la Kc veremos q si aumenta uno de los reactivos , el reto de ellos ha de bajar, y los productos aumentaran como consecuencia de esto. La Kc es la misma xq no aumenta la T

  • Variación de la presión total (solo con gases)

  • Si la P disminuye el V aumenta y viceversa, para esto hay que sustituir en la formula de la Kc [A ] por (moles de A)/V y a partir de aquí deducir La P tb aumenta cuando introducimos un gas inerte en el recipiente

  • Variación de la temperatura

  • Presencia de catalizadores

  • Cuando añadimos un catalizador se acelera igualmente la reacc directa y la inversa, lo único q pasa es q el eq se alcanza antes

  • obtención industrial del amoniaco

  • La reacc de síntesis del de nh3 es N2 + 3H2 'Equilibrio químico'
    2nh3

    METODO DE HABER

    La AH se este proceso es -92 Kj, y la Kc es muy alta , con lo que a T ambiente se podría decir que es rentable, xo esta es muy lenta , así que tenemos que T ambiente la V es muy baja, xo se alcanza el equilibrio. Esto se soluciona aumentando la P a 200 o 300 atm el equilibrio va hacia la derecha(favorece), así que se trabaja a T media y añadiendo un catalizador para acelerar además se va quitando nh3 mientras se produce.

  • Equilibrio sólido liquido

  • Estudiamos las reacc entre sólidos e Iones en disolución q dan a reacc de precipitación

    a) Solubilidad

    Solubilidad (S) = C (moles / L) soluto cuando esta saturada

    Hay sales solubles (S > 0,01 mol / L) que se disocian enteras o (S < 0,01 mol / L) insolubles de las que se disocia poco y en las que existe un equilibrio entre sólido e Iones en disolución

  • Factores q afectan a la S en compuesto Iónico

  • TEMPERATURA

    Las sales están compuestos por iones y cationes, si aumenta la T tb lo hace la vibración de estos, y por lo tanto lo enlace son + débiles y se disuelve más

    FACTOR ENERGÉTICO

    La solvatación iónica es un proceso exotérmico (AH = -80 Kj), esto nos hace suponer q los procesos exotérmicos son favorables

    FACTOR ENTRÓPICO

    Si la entropía aumenta la solubilidad también

  • Producto de solubilidad

  • Dado el eq aA +bB 'Equilibrio químico'
    cC +dD en el que algunas sustancias están disueltas y otras sólidas la concentración de los sólidos no varía, por esto al pasar la concentración de los sólidos con la Ks queda la Kc

    c) Relación entre S y Ks

  • Formación de precipitados

  • Formulas

    'Equilibrio químico'
    aA +bB 'Equilibrio químico'
    cC + dD

    N2 + 3H2 'Equilibrio químico'
    2nh3

    aA +bB 'Equilibrio químico'
    cC + dD

    Kp = Kc (RT)An

    [AB] disociado

    AB inicial

    'Equilibrio químico'

    'Equilibrio químico'

    'Equilibrio químico'

    'Equilibrio químico'

    'Equilibrio químico'

    'Equilibrio químico'

    'Equilibrio químico'

    'Equilibrio químico'