Hacia el concepto de equilibrio químico

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

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.

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

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

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

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

La reacción que ocurre es la siguiente: N2O4(g) 2NO2(g) Eliza, ¿no te parece que habría que poner abajo del NO2 que es de color marrón?

Luego de un tiempo, la reacción aparentemente se detiene, no vemos más cambios de color. Se alcanza una condición de equilibrio: N2O4 (g) 2NO2 (g)

Observemos el proceso:

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?

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?

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

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

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

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

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 0.00452 0.0310

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.

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. http://materias.unq.edu.ar/qui01/silvina/filminas/equilibrio-qco-1.ppt#290,1,Diapositiva 1 http://ufq.unq.edu.ar/Docencia-Virtual/FQ-2008/clases_modulo2_gusp.ppt#370,68,Diapositiva 68