Equilibrio Quimico

EQUILIBRIO QUIMICO

•El equilibrio químico es un estado en el que no se observan cambios durante el tiempo transcurrido

a 0.001 mol 24 0.024 mol

b

21 6 0.021 mol + 0.006

•Cuando una reacción química alcanza el estado de equilibrio, las concentraciones de reactivos y productos permanecen constantes en el tiempo, sin que se produzcan cambios visibles en el sistema. •en el equilibrio químico participan distintas sustancias como productos y reactivos • El equilibrio entre dos fases de la misma sustancia se denomina equilibrio físico debido a que los cambios que ocurren son procesos físicos. •equilibrio homogéneo se aplica a las reacciones en que todas las especies reaccionantes se encuentran en la misma fase •equilibrio heterogéneo se aplica a las reacciones en las que alguna de las especies reaccionantes se encuentra en una fase diferente.

Expresión matemática que relaciona las concentraciones de reactivos y productos se la conoce como

LEY DE ACCION DE MASAS a A+bBncC+dD

K =

 C  D a b  A   B c

d

eq

eq

eq

eq

Desde el punto de vista cinético •El equilibrio químico es un proceso dinámico •a nivel molecular existe una gran actividad debido a que las moléculas de reactivos siguen produciendo moléculas de productos, y estas a su vez siguen formando moléculas de reactivos A + 2 B n AB2 vd= kd [A][B]2 vr = kr [AB2] Vd = Vr kd[A][B]2 = kr[AB2]

kd Kc = = kr

 AB2  2 A B   

Desde el punto de vista termodinámico •Las reacciones espontáneas tienen DG < 0

El DG es una propiedad extensiva y depende de la concentración: C D  DG = DGo + RTlnQ Q =  A B Q: cociente de reacción •En el equilibrio la reacción se para DG = 0 DG = DGo + RTlnQ = DG = DGo + RTlnK = 0 y DGo = - RTlnK K =

Ceq  Deq  A eq  Beq

Q versus K Condiciones iniciales A la izquierda Solo reactivos del equilibrio

Q=0

Q
equilibrio

Q=K

A la derecha del equilibrio

Q>K

Solo productos

Q=

0

A + 2 B n AB2 En fases condensadas

Kc =

 AB2  2  A  B

Kx =

xAB2 2 A B

x x

A + 2 B n AB2

Kp =

En fase gaseosa

pAB 2 2 B

pA p

n AB2 RT

pAB 2

cAB2 RT V Kp = = = 2 2 2 p A pB c RT * c RT n A RT  n B RT   B  A *  V V   Kp =

Kp =

c AB2 RT

c A RT *  c B RT 

2

 AB2  RT Dn  2   A  B

=

 AB2  RT 2 2 A RT B RT     

= K c  RT 

Dn



 AB2  2 2 A B RT      Dn = n AB2  (n A +n B )

 AB2  2  A  B

Kc =

Kx =

En fase gaseosa

 AB2  RT Dn  2   A B

Kp =

Kp =

A + 2 B n AB2

pAB 2 pA p

2 B

=

xAB2 2 A B

x x

= K c  RT 

x AB2 PT

x A PT *  x B PT 

2

=

Dn

x AB2

x A *  xB PT  2 x T

Kp = K P

2

Dn x T

=K P

¿Los datos experimentales son valores en el equilibrio? Convertir los datos a concentraciones o presiones parciales

Relacionar las concentraciones iniciales con aquellas del equilibrio

calcular las concentraciones o presiones parciales del equilibrio

Substituir las concentraciones dentro de Kc o las presiones parciales dentro de Kp

N2O4 n 2 NO2

¿Esta en equilibrio? ¿qué pasa cuando se abre la llave de conexión?

2 SO2 + O2

n

2 SO3

2 SO2 + O2

n

2 SO3

Disminuye V

N2O4

n

2 NO2

Aumenta T

DGo = DHo + T DSo = - RT lnK A presión constante ln

K pT2 K pT1

DH0  1 1 =-   R  T2 T1 

A volumen constante

ln

K cT2 K cT1

DU 0  1 1 =-   R  T2 T1 