Restablecimiento del equilibrio químico

El equilibrio químico se aplica a reacciones reversibles, en las que hay un momento de equilibrio químico, con unas carácterísticas macroscópicas observables que permanecen contantes: Las concentraciones o las masas de los sólidos que no se alteran con el tiempo y parece que la reacción se ha detenido. Sin embargo, las carácterísticas microscópicas, que no son observables, indican que la reacción continúa, es decir, se producen reacciones que dan lugar a productos y a reactivos.Consideramos un sistema químico en el que tanto reactivos como productos están en el mismo estado de agregación. El equilibrio es homogéneo. Se considera este equilibrio homogéneos para el estudio:

Ley del equilibrio químico o ley de acción de masas:

Suponemos una reacción reversible en la que inicialmente sólo hay reactivos (condición inicial). El proceso directo empieza a crear productos a una velocidad directa muy grande para dar los productos, que como están en muy pequeña cantidad reaccionan a una velocidad pequeña:  aA + bB ß----à cC + dD    .A medida que pase el tiempo, la concentración de reactivos disminuye con respecto a la inicial y la VD disminuye. El cambio, la concentración de los productos aumenta con respecto a la unicial y la VI aumenta. Llega un momento en que ambas velocidades se igualan y se dice que se ha llegado al equilibrio químico, puesto que en ese momento las concentraciones permanecen inalterables en el tiempo.Como ambas velocidades son iguales; VD=VI y expresando estas velocidades en función de la ley de velocidad de reacción, (*aA+bB—cC+dD);Kd·[A]^α·[B]^β = Ki  ….. (fórmulas)

Cociente de reacción Qc:

Función que proporciona información de hacia donde se desplazará la reacción reversible cuando partimos de una concentración de reactivos y productos en un momento determinado. El cociente de reacción tiene igual expresión que la constante de equilibrio, salvo que las concentraciones son las qye hay en un tiempo determinado, que no son las del equilibrio sino cualquiera. Medimos cuánto vale Qc en ese instante y lo comparamos con la constante Kc.Si el el instante T   Qc >Reacción se desplaza hacia los productos//  Qc>Kc  à Reacción se desplaza hacia los reactivos //Qc= Kc à Equilibrio.

Ley de Le CHATELIER

Cuando se establece un equilibrio químico podemos influir sobre él para desplazarlo hacia reactivos o productos, manejando alguna carácterística de la que el dependa. Estas carácterísticas son 3: la temperatura, la presión y la concentración.Estas influencias se rigen por la ley de Le Chatelier que dice: Si en un sistema en equilibrio, se modifican algunos de los factores que intervienen en él, el equilibrio evoluciona, de manera que se desplaza para contrarrestar, la variación que intentamos producir.Ej: N2(g) + 3H2(g) ßà 2NH3(g); AH:-46 KJ/mol*

Efecto de la temperatura

Si calentamos el equilibrio para aumentar la temperatura, ponemos KJ en exceso, se elimina desplazando el equilibrio hacia los reactivos para consumir el exceso.Ej:

Efecto de la presión

Si aumentamos la presión sobre el equilibrio, eso afecta al miembro que tenga más volumen, por tanto ese efecto lo querrá eliminar disminuyendo el volumen y desplazándose el equilibrio hacia los productos. Por el contrario si disminuimos la presión, entonces se desplaza el equilibrio a los reactivos, aumentando el volumen.La ley de Boyle-Mariotte: P·V=constante, la cumple la ecuación de equilibrio. AL aumentar la presión el volumen debe disminuir para que el producto sea siempre el mismo, y por ello el equilibrio se desplaza hacia el miembro que tiene menos volumen(producto), por el contrario si disminuimos la Presión el volumen aumenta y por ellos el equilibrio se desplaza hacia los reactivos.Ej: 2N2O5(g)ßà $NO2(g) + O2(g).Si aumenta la presión se desplaza hacia los reactivos donde hay menos moles.

*Influencia de la concentración

Para que Kc sea constante, el equilibrio evoluciona, de manera que disminuya el denominador y aumente el numerador, el equilibrio se desplaza hacia los productos y viceversa, si aumentamos la concentración de los productos el equilibrio se desplaza para disminuir numerador y aumentar denominador por tanto el equilibrio se desplaza hacia los reactivos.

Ej:

Grado de disociación

El grado de disociación se aplica a reacciones de disociación. Se define como el tanto por 1 de mol de reactivo que se a disociado, y se designa por la letra alfa. Si n es el numero de moles iniciales de reactivo y x es el numero de moles que se han disociado:

Α = x/n

Si expresamos el grado de disociación en tanto por ciento, simplemente lo multiplicamos por 100.  Alfa %= (x/n) ·100