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Asignatura: qu, Profesor: A A, Carrera: Biología, Universidad: UAH
Tipo: Apuntes
2014/2015
1 / 16
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TEMA 6
EQUILIBRIO
QUÍMICO
ÍNDICE
Equilibrio químico homogéneo y heterogéneo
Concentraciones en equilibrio
Constante de equilibrio Kc
Constantes de equilibrio Kp y Kc
Cociente de reacción
Equilibrios heterogéneos
Constante del producto de solubilidad
Factores que influyen en el equilibrio: Principio de Le Châtelier 8.1 Efecto de la concentración 8.2. Efecto de la temperatura 8.3 Efecto de la presión 8.4 Efecto de los catalizadores
- Resumen
- Concentraciones de equilibrio Ejemplo: C O N C E N T R A C I Ó N
N2O4 (g)
2NO2 (g)
Equilibrio
Equilibrio Equilibrio
TIEMPO
F 0 B 9^0 F 0 |N2O4| inicial (^) 3 D 0 |NO2|
inicial
TIEMPO
F 0 3 D^0 F 0 |N2O4| inicial (^) B 9 0 |NO2|
inicial
TIEMPO
F 0 B 9^0 F 0 |N2O4| inicial (^) B 9 0 |NO2|
inicial
Las concentraciones de equilibrio dependen de las concentraciones iniciales
- Constante de equilibrio, Kc Para la reacción: F 0 aA + bB +... (^) D BcC + d D +... A una temperatura, T, la constante de equilibrio:
F 0 Kc 3 D
c
d
a
b
C D ...
A B ...
F 0 B D
F 0 i (^) B D= concentración (mol/L) en el equilibrio Equilibrio:
- no se observan cambios de propiedades con el tiempo
- las velocidades de la reacción directa e inversa son iguales
- las concentraciones de reactivos y productos permanecen constantes
- Constantes de equilibrio: Kc y Kp Reacciones en estado gaseoso: a A(g) + b B(g) + …
F 0 Kc 3 D
c
d
a
b
c C(g) + d D(g) + … c
C D ...
Kp
A B ...
F 0 B D
F 0 i (^) B D= concentración de i en (mol/L)
PC PDd ... F 0 3 D a b PA PB ...
Pi = presión parcial de i en atm
Relación entre Kc y Kp: Aplicando ley de gases ideales a reactivos y productos: F 0 B D
F 0 i (^) B D= ni / V = Pi / RT
F 0 D E
Kc = Kp (RT) Kp = Kc(RT)
F 0
- (^) 4 4n
F 0 4 4n F 0 4 4n = moles de productos - moles de reactivos = (c + d) – (a + b)
Ejemplos: F 0 4 4n = F 0 D E Kc = Kp^ F 0 F2(g) + H2(g) (^) D B2 HF(g)
F 0 4 4n = -
F 0 D E Kc = Kp RT^ F 0 Cl2(g) + 2 NO(g) (^) D B2 NOCl (g)
F 0 4 4n = - F 0 D E
Kc = Kp (RT)
N2(g) + 3 H2(g)
F 0 D B
2 NH3(g)
Kc y Kp son constantes termodinámicas de equilibrio y sólo son función de la temperatura
Las constantes de equilibrio no llevan unidades pues las concentraciones en Kc y las presiones en Kp están referidas a un estado estandar 1M y 1 atm respectivamente.
- Equilibrios heterogéneos Equilibrio heterogéneo: si algunos de los reactivos o productos están en fases diferentes Fases puras: no intervienen en la constante de equilibrio como los sólidos Ejemplos: CaCO3 (s) P= presión
CaO (s) + CO2 (g)
F 0 B D
F 0 Kc = CO2 (^) B D= PCO2 / RT = Kp NH4HS (s)
NH3 (g) + H2S (g)
F 0 B D
F 0 B D
F 0 B D
F 0 Kc = H2S NH3 (^) B D= Kp (RT)
Ejemplo:
CaCO
CaO
(s)
PCO
+ CO
(g)
P
P
PCO
(s)
2
= Kp
no depende de la cantidad de CaCO3 ni de CaO
- Factores que influyen en el equilibrio Principio de Le Châtelier Si a un sistema en equilibrio se le aplica un cambio externo, el sistema reacciona en contra del cambio hasta alcanzar una nueva situación de equilibrio Factores que influyen en el equilibrio: 1.Concentración reactivos y productos
- Si se aumenta la concentración de los reactivos el F 0 equilibrio se desplaza hacia la derecha (^) D Ehasta alcanzar la nueva situación de equilibrio
- Si se aumenta la concentración de los productos el F 0 equilibrio se desplaza hacia la izquierda (^) D Chasta alcanzar la nueva situación de equilibrio
- Presión a) Aumento de presión por disminución de volumen F 0 4 4
F 0 Si (^) F 0n < 0 el equilibrio se desplaza hacia la derecha D E
4 4
F 0 Si n > 0 el equilibrio se desplaza hacia la izquierda D C F 0 Si (^) 4 4n = 0 no influye
b) Por adición de un gas inerte: Kc , Kp no varían, sólo dependen de la temperatura
- Temperatura Kc= f(T)
Kp = f(T)
Si la reacción es endotérmica: aumento de T aumenta Kc Si la reacción es exotérmica: aumento de T disminuye Kc
- Catalizadores No modifican el equilibrio, aceleran las reacciones directa e inversa
Factores que influyen en el equilibrio
Cambio
Desplazamiento del equilibrio
Modificación de la constante de equilibrio
Concentración
si
no
Presión
si
no
Volumen
si
no
Temperatura
si
si
Catalizador
no
no