Hacia el concepto de equilibrio químico

Presentación del tema: "Hacia el concepto de equilibrio químico"— Transcripción de la presentación:

1 Hacia el concepto de equilibrio químico

2 Las reacciones químicas:
Algunas son completas: REACTIVOS PRODUCTOS Algunas son reversibles:

3 En las reacciones reversibles:
Los reactivos reaccionan para formar productos Los productos reaccionan para formar reactivos Hay presencia de reactivos y productos Se alcanza un equilibrio dinámico, si el sistema es cerrado y la temperatura constante.

4 ¿Qué es un equilibrio dinámico?
Algunos ejemplos en los que se manifiesta son: Presión de vapor de un líquido Fusión y congelación Soluciones saturadas

5 Revisemos presión de vapor de un líquido:
Líquido en recipiente cerrado y evacuado comienza a evaporarse Las moléculas de la superficie vencen las fuerzas de atracción y escapan a la fase gas Ejercen presión en las paredes

6 Al aumentar la presión aumenta la posibilidad de ser recapturadas por el líquido
A cierta temperatura, la frecuencia de escape y regreso se vuelve constante La P de vapor es constante Hay dos procesos opuestos ocurriendo en simultáneo

7 Consideremos la siguiente reacción:
El N2O4 es incoloro y se descompone a temperatura ambiente:

8 La reacción que ocurre es la siguiente:
N2O4(g) NO2(g) Eliza, ¿no te parece que habría que poner abajo del NO2 que es de color marrón?

9 Luego de un tiempo, la reacción aparentemente se detiene, no vemos más cambios de color.
Se alcanza una condición de equilibrio: N2O4 (g) NO2 (g)

10 Observemos el proceso:

11 En la condición de equilibrio:
Observemos: La concentración de reactivo y producto a medida que aumenta el tiempo Transcurrido el tiempo t, ¿qué ocurre con ambas?

12 Estudie el siguiente sistema en equilibrio:
¿En qué tipo de sistemas ocurre? ¿Cómo son las propiedades del sistema? ¿Qué especie o especies se encuentran? ¿Ocurre alguna reacción?

13 En sistemas cerrados y a temperatura constante
Las propiedades macroscópicas se mantienen constantes Presencia de reactivos y productos en concentraciones constantes, aunque no necesariamente iguales Ocurre la reacción directa e inversa simultáneamente

14 La constante de equilibrio:
Para una reacción general: La composición constante del sistema en equilibrio es caracterizada por la siguiente relación: a A + b B c C + d D

15 Para: N2O4 (g) 2NO2 (g) La constante de equilibrio es:
A determinada temperatura, por ejemplo: Kc para este equilibrio es 0,31 a 35,0 º C

16 Para: H2(g)+ I2(g) 2 HI (g) La constante de equilibrio es:
A determinada temperatura, por ejemplo: Kc para este equilibrio es 50,5 a 448 ºC. Mismo comentario sobre la temperatura

17 Consideremos la siguiente experiencia:
A 100ºC [N2O4] inicial (mol/L) [NO2] inicial (mol/L) [N2O4] en equil (mol/L) [NO2] Kc 1 0.0 0.0200 0.0014 0.0172 3 0.0310

18 Características de Kc:
Sólo para concentraciones en el equilibrio. No depende de las concentraciones iniciales. Sólo incluye las especies acuosas o gaseosas, pues la demás están integradas en la constante. Su valor depende de cómo se ajuste la ecuación. Sólo varía con la temperatura. Es un valor adimensionado.

19 Bibliografía consultada:
Química La Ciencia Central, novena edición, Brown, Lemay y Bursten, editorial Prentice Hall. Química, séptima edición, G.William Daub y William S. Seese, editorial Prentice Hall. Bases termodinámicas del equilibrio químico, Gustavo Laborde. 1 68