Tema 5. Equilibrio Químico.

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1 Tema 5. Equilibrio Químico.
5.1 Conceptos generales de equilibrio químico.

2 5.1 Conceptos generales de equilibrio químico.
¿Cómo surge el concepto de equilibrio químico? ¿Qué es el equilibrio químico? ¿Cuáles son las características de un equilibrio químico? Equilibrios químicos: Teoría, ejercicios resueltos y prácticas (Jesús Sanz Asensio)

3 5.1 Conceptos generales de equilibrio químico.
1862 Guldberg Matemático Waage Químico Fuerzas químicas son proporcionales a las masas activas Berthelot y Pean St. Gilles 𝑎𝑙𝑐𝑜ℎ𝑜𝑙+á𝑐𝑖𝑑𝑜 ↔é𝑠𝑡𝑒𝑟+𝑎𝑔𝑢𝑎 1864. Ley de acción de masas A A' B' B Siglo XIX A' A B B' 𝑎𝑙𝑐𝑜ℎ𝑜𝑙 𝑒𝑡í𝑙𝑖𝑐𝑜 +á𝑐𝑖𝑑𝑜 𝑎𝑐é𝑡𝑖𝑐𝑜↔𝑎𝑐𝑒𝑡𝑎𝑡𝑜 𝑑𝑒 𝑒𝑡𝑖𝑙𝑜+𝑎𝑔𝑢𝑎 Equilibrios químicos: Teoría, ejercicios resueltos y prácticas (Jesús Sanz Asensio) Historia de la química. Los equilibrios químicos. Grupo Lentiscal

4 5.1 Conceptos generales de equilibrio químico.
1864 Masas activas iniciales: p, q y p‘ y q‘ Cuando se alcanza el equilibrio, en una cantidad x Se cumple la siguiente relación: Es decir, encontraron una relación entre las concentraciones de equilibrio de los 'productos' y de los 'reactivos'. (p-x), (q-x) y (p‘+x) y (q‘+x) 𝜶 𝜶′ = 𝒑 ′ +𝒙 𝒂 ′ 𝒒 ′ +𝒙 𝒃 ′ (𝒑−𝒙) 𝒂 (𝒒−𝒙) 𝒃 =𝟒 La fuerza química para las dos primeras sustancias es proporcional a las masas activas respectivas. Ley de acción de masas 𝜶 (𝒑−𝒙) 𝒂 (𝒒−𝒙) 𝒃 La fuerza química de las otras dos sustancias es proporcional a las masas activas respectivas. A A' B' B 𝜶′ ( 𝒑 ′ +𝒙) 𝒂′ ( 𝒒 ′ +𝒙) 𝒃′ Equilibrios químicos: Teoría, ejercicios resueltos y prácticas (Jesús Sanz Asensio) 𝒂𝒍𝒄𝒐𝒉𝒐𝒍 𝒆𝒕í𝒍𝒊𝒄𝒐 +á𝒄𝒊𝒅𝒐 𝒂𝒄é𝒕𝒊𝒄𝒐↔𝒂𝒄𝒆𝒕𝒂𝒕𝒐 𝒅𝒆 𝒆𝒕𝒊𝒍𝒐+𝒂𝒈𝒖𝒂

5 5.1 Conceptos generales de equilibrio químico.
J. H. van‘t Hoff En cualquier proceso reversible, a una determinada temperatura, el equilibrio químico se alcanza cuando las velocidades directa e inversa son idénticas. Es decir, esta velocidades son directamente proporcionales a las concentraciones de las sustancias que participan en cada una de ellas. 𝒂𝑨+𝒃𝑩↔𝒄𝑪+𝒅𝑫 𝑉 𝑑𝑖𝑟𝑒𝑐𝑡𝑎 = 𝑘 1 𝐴 𝑎 𝐵 𝑏 1877 𝑉 𝑖𝑛𝑣𝑒𝑟𝑠𝑎 = 𝑘 2 𝐶 𝑐 𝐷 𝑑 Equilibrios químicos: Teoría, ejercicios resueltos y prácticas (Jesús Sanz Asensio) Historia de la química. Los equilibrios químicos. Grupo Lentiscal

6 5.1 Conceptos generales de equilibrio químico.
La LEQ aplicada a la reacción en el sentido izquierda a derecha permite obtener su velocidad, V(directa). La LEQ aplicada a la reacción en el sentido derecha a izquierda permite obtener su velocidad, V(inversa). Proceso de una reacción química. Equilibrios iónicos y sus aplicaciones analíticas, ,Madrid : Síntesis, 2002 (Manuel Silva) Equilibrios químicos: Teoría, ejercicios resueltos y prácticas (Jesús Sanz Asensio)

7 5.1 Conceptos generales de equilibrio químico.
V(directa), rapidez de reacción hacia adelante. k1, constante de rapidez. [A] y[B], representan las concentraciones molares de A y B. V(inversa), rapidez de reacción hacia atrás. k2, constante de rapidez. [C] y [D], representan las concentraciones molares de C y D. Proceso de una reacción química. Equilibrios iónicos y sus aplicaciones analíticas, ,Madrid : Síntesis, 2002 (Manuel Silva) Equilibrios químicos: Teoría, ejercicios resueltos y prácticas (Jesús Sanz Asensio)

8 5.1 Conceptos generales de equilibrio químico.
Al momento en que se alcanza el equilibrio: 𝐾= 𝑘 1 𝑘 2 = 𝐶 𝑐 𝐷 𝑑 𝐴 𝑎 𝐵 𝑏 V(directa), rapidez de reacción hacia adelante. K1, constante de rapidez. [A] y[B], representan las concentraciones molares de A y B. V(inversa), rapidez de reacción hacia atrás. K2, constante de rapidez. [C] y [D], representan las concentraciones molares de C y D. Equilibrios iónicos y sus aplicaciones analíticas, ,Madrid : Síntesis, 2002 (Manuel Silva) Equilibrios químicos: Teoría, ejercicios resueltos y prácticas (Jesús Sanz Asensio)

9 5.1 Conceptos generales de equilibrio químico.
La reacción directa progresa hasta que prácticamente se agota alguno de los reactivos Muy desplazada hacia los reactivos, apenas se forman productos. Proceso de una reacción química. Equilibrios iónicos y sus aplicaciones analíticas, ,Madrid : Síntesis, 2002 (Manuel Silva) Equilibrios químicos: Teoría, ejercicios resueltos y prácticas (Jesús Sanz Asensio)

10 5.1 Conceptos generales de equilibrio químico.
𝐹𝑒 (𝑁 𝑂 3 ) 3 ↔ 𝐹𝑒 𝑁𝑂 3 − K grande: La reacción directa progresa hasta que prácticamente se agota alguno de los reactivos 𝐾𝑆𝐶𝑁↔ 𝐾 + + 𝑆𝐶𝑁 − 𝐹𝑒 +3 + 𝑆𝐶𝑁 − ↔ 𝐹𝑒(𝑆𝐶𝑁) 2+ Equilibrios iónicos y sus aplicaciones analíticas, ,Madrid : Síntesis, 2002 (Manuel Silva) Equilibrios químicos: Teoría, ejercicios resueltos y prácticas (Jesús Sanz Asensio)

11 5.1 Conceptos generales de equilibrio químico.
K pequeña: Muy desplazada hacia los reactivos, apenas se forman productos. 𝐹𝑒(𝑆𝐶𝑁) 𝐻 2 𝑂↔ 𝐹𝑒 +3 + 𝑆𝐶𝑁 − Equilibrios iónicos y sus aplicaciones analíticas, ,Madrid : Síntesis, 2002 (Manuel Silva) Equilibrios químicos: Teoría, ejercicios resueltos y prácticas (Jesús Sanz Asensio)

12 5.1 Conceptos generales de equilibrio químico.
Resumen: Solamente se puede aplicar a reacciones reversibles y a una temperatura constante. Por acuerdo internacional la Kequilibrio relaciona los productos en el numerador y los reactivos en el denominador. La Kequilibrio se cuantifica con un valor único e invariable (es como si fuera su “huella propia”). Es decir, no se altera por la presencia de catalizadores. La Kequilibrio varía con los factores que influyen en las velocidades de reacción como son la presión y la temperatura, por ello su tabulación se realiza expresando la presión “P” y la temperatura “T”. Equilibrios iónicos y sus aplicaciones analíticas, ,Madrid : Síntesis, 2002 (Manuel Silva) Equilibrios químicos: Teoría, ejercicios resueltos y prácticas (Jesús Sanz Asensio)

13 5.1 Conceptos generales de equilibrio químico.
Resumen: 5. La Kequilibrio no es función de las concentraciones iniciales. Si éstas se modifican, cuando se alcanza el equilibrio las masas activas se ajustan en la disolución para obtener el mismo valor. 6. La Kequilibrio recibe un nombre específico dependiendo del tipo de equilibrio químico: Kdisociación, Kácido, Kbase, Khidrólisis, Kformación de complejos, Ksólido (Producto de Solubilidad= PS), etc. Equilibrios iónicos y sus aplicaciones analíticas, ,Madrid : Síntesis, 2002 (Manuel Silva) Equilibrios químicos: Teoría, ejercicios resueltos y prácticas (Jesús Sanz Asensio)