Equilibrio Químico. EQUILIBRIO QUIMICO El equilibrio químico es un estado en el que no se observan cambios durante el tiempo transcurrido.

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1 Equilibrio Químico

2 EQUILIBRIO QUIMICO

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

4 Son pocas las reacciones químicas que sólo se llevan a cabo en forma directa o en una dirección  Son pocas las reacciones químicas que sólo se llevan a cabo en forma directa o en una dirección (REACTANTES  PRODUCTOS), la mayor parte de ellas son reversibles.  Todos los procesos o reacciones reversibles son aquellas en que en forma dinámica se producen dos procesos opuestos al mismo tiempo y a la misma velocidad.  En una reacción reversible, al inicio esta se desplaza hacia la formación de PRODUCTOS, tan pronto como estos se forman, comienza a efectuarse la reacción inversa, o sea la formación de REACTANTES, hasta alcanzar el EQUILIBRIO.

5 Equilibrioes un estado en el cual no hay cambios observables a través del tiempo, es dinámico es decir no cesa jamás. Equilibrio es un estado en el cual no hay cambios observables a través del tiempo, es dinámico es decir no cesa jamás. El Equilibrio químico se logra cuando: La velocidad de la reacción directa e inversa son igualesLa velocidad de la reacción directa e inversa son iguales La concentración de reactantes y productos permanecen constantes.La concentración de reactantes y productos permanecen constantes. Equilibrio Físico H 2 O (l) Equilibrio Químico N2O4 (g)N2O4 (g)N2O4 (g)N2O4 (g) H 2 O (g) 2NO 2 (g)

6 El equilibrio del sistema N 2 O 4 -NO 2 N 2 O 4 congelado es incoloro A temperatura ambiente el N 2 O 4 se descompone en NO 2 (marrón) El equilibrio químico es el punto donde las concentraciones de todas las especie son constantes Ejemplo de equilibrio químico

7 N 2 O 4 (g) 2NO 2 (g) Se parte con NO 2 Se parte con N 2 O 4 Se parte con NO 2 y N 2 O 4 equilibrium

8 DEMOSTRACIÓN DEL CÁLCULO DE CONSTANTE DE EQUILIBRIO. Para la ecuación Química general: aA + bB  cC + dD (1) V d = velocidad de formación de los productos = k d [A] a [B] b V i = velocidad de formación de los reactivos = k i [C] c [D] d k d y k i son las constantes específicas de velocidad. Se produce el equilibrio cuando la velocidad de reacción directa e inversa son iguales. Se produce el equilibrio cuando la velocidad de reacción directa e inversa son iguales. V d = V i V d = V i Luego: k d [A] a [B] b = k i [C] c [D] d

9 Por lo tanto: k d [C] c [D] d K eq = K c = ----- = --------------- (2) k i [A] a [B] b La ecuación (2) se conoce como Ley de Acción de Masas. Esta ley establece que: “para una reacción reversible en equilibrio y a una temperatura constante, una relación determinada de concentraciones de reactivos y productos tiene un valor constante K (la constante de equilibrio)”

10 Si definimos la Constante de Equilibrio, como K eq o K c Tendremos la EXPRESIÓN DE LA CONSTANTE DE EQUILIBRIO

11 La constante de equilibrio a una temperatura dada es igual al producto de las concentraciones de los productos, cada uno de ellos elevado a su coeficiente estequiométrico, partido por el producto de las concentraciones de los reactantes cada uno elevado a su coeficiente estequiométrico. El valor de la constante de equilibrio sólo varía con la temperatura. Si la reacción es ENDOtérmica, la constante Aumenta (ENDOA), si es Exotérmica disminuye. sólidoslíquidospuros La concentración de sólidos y líquidos puros no se incluyen en la expresion de la constante de equilibrio, ya que sus concentraciones son constantes

12 ¿Cuál es la expresión de equilibrio para cada una de las siguientes reacciones? a)H 2(g) + I 2(g)  2HI (g) b) 4NH 3(g) + 7O 2(g)  4NO 2(g) + 6H 2 O (g) c) Cu(NH 3 ) 4(ac) 2+  Cu (ac) 2+ + 4NH 3(ac) d)AgCl (s)  Ag + (ac) + Cl - (ac) e)CaCO 3(s)  CaO (s) + CO 2(g) f)P 4(s) + 6Cl 2(g)  4P Cl 3(l) g)CuO (s) + H 2(g)  Cu (s) + H 2 O (g) h)Fe 2 O 3(s) + 3CO (g)  2Fe (s) + 3CO 2(g)

13 La Constantede Equilibrio La Constante de Equilibrio (valores y significado)  La Magnitud de la constante de equilibrio:  La Magnitud de la constante de equilibrio: indica el grado en que se llevan a cabo las reacciones directa e inversa.

14 Kc > 1 La cantidad de productos en el equilibrio es mayor que la cantidad de los reactantes, luego el sistema o reacción está desplazado hacia los productos. Kc > 1 = La cantidad de productos en el equilibrio es mayor que la cantidad de los reactantes, luego el sistema o reacción está desplazado hacia los productos. Kc < 1 La cantidad de reactantes en el equilibrio es mayor que la cantidad de productos, luego el sistema o reacción está desplazado hacia los reactantes. Kc < 1 = La cantidad de reactantes en el equilibrio es mayor que la cantidad de productos, luego el sistema o reacción está desplazado hacia los reactantes. Si se conocen las concentraciones molares de todas las especies en el equilibrio se puede calcular el valor de Kc, sustituyendo las concentraciones en la expresión de la constante de equilibrio.

15 Cálculo de Kc Desarrollo 1° Escriba la expresión de equilibrio 2° Sustituya las concentraciones respectivas en la ecuación y efectúe las operaciones. 3° El valor obtenido es sin unidades por convención. 4° Interprete los valores obtenidos a esa temperatura. ¿Qué significa que la Kc del CH 3 COOH a 25°C sea 1,8 x 10 -5 ?

16 Ejercicios: a) Calcule la K c de la siguiente reacción: PCl 5(g)  PCl 3(g) + Cl 2(g) Dadas las concentraciones de PCl 5 = 0,030 M, PCl 3 = 0,97 M y Cl 2 = 0,97 M a 300°C.

17 b)Se ha estudiado el siguiente proceso en equilibrio a 230°C: 2NO (g) + O 2(g)  2NO 2(g) En un experimento se encontró que las concentraciones en equilibrio de las especies reactivas son NO = 0,0542 M, O 2 = 0,127 M y NO 2 = 15,5 M. Calcule la constante de equilibrio de la reacción a esta temperatura.