Equilibrio químico

EQUILIBRIO DINÁMICO.
Una reacción reversible es aquella en que los productos de la reacción interactúan entre sí y
forman nuevamente los reactivos.
aA + bB ↔ cC + Dd
los reactivos A y B se transforman en los productos C y D, y estos a su vez reaccionan
entre sí y forman nuevamente A y B. La primera de las reacciones se considera como la
reacción directa o a la derecha y la segunda es la reacción inversa o a la izquierda. Las
letras minúsculas a, b, c, d, son los coeficientes de la reacción.
El equilibrio químico es el estado alcanzado en una reacción reversible en que la velocidad
de la reacción a la derecha, es igual a la velocidad de la reacción a la izquierda.
En los procesos químicos celulares ocurren tanto reacciones irreversibles como reversibles.
Se define la contante de equilibrio como el producto de las concentraciones en el equilibrio de los productos elevadas a sus respectivos coeficientes estequiométricos, dividido por el producto de las concentraciones de los reactivos en el equilibrio elevadas a sus respectivos coeficientes estequiométricos para cada temperatura siendo kp lo mismo pero aplicado a las presiones.
Para proceder a relacionar la Kc y la Kp debemos relacionar previamente las concentraciones de las especies en equilibrio con sus presiones parciales. Según la ecuación general de los gases perfectos, la presión parcial de un gas en la mezcla vale:
pi = (ni R T) / V = Ci R T
Una vez que hemos relacionados las concentraciones con las presiones parciales de cada especie, se calcula la dependencia entre ambas concentraciones, simplemente llevando estos resultados a la constante Kc. De esta manera llegamos a la expresión:
Kp = Kc (R T )An
Donde la An es la suma de los moles estequiométricos de todos los productos en estado gaseoso menos la suma de todos los moles de reactivos también gaseosos.
Cociente de reacción
El cociente de reacción se designa con la letra Q y coincide con la expresión de la constante de equilibrio, pero con la diferencia de que puede ser evaluado en cualquier instante de la reacción y para cualquier valor de las concentraciones de los reactivos y/o de los productos. No es necesario el estado de equilibrio para calcular el valor de Q.
Pueden darse las siguientes situaciones:
Si Q = Kc, el sistema esta en equilibrio.
Si Q ¹? Kc, el sistema evolucionará hacia el estado de equilibrio. Para saber en que sentido evolucionará la reacción es necesario comparar los valores de ambos:
Si Q < Kc, significa que el cociente de las concentraciones iniciales es menor que el que debería ser en el equilibrio, desplazándose el equilibrio hacia la izquierda.
Si Q > Kc , significa que el cociente de las concentraciones iniciales es mayor que el que debería ser en el equilibrio, desplazándose la reacción hacia la izquierda.
EFECTO DE UN CAMBIO DE LAS CONDICIONES DE EQUILIBRIO.
Existen diversos factores capaces de modificar el estado de equilibrio en un proceso químico, como son la temperatura, la presión, y el efecto de la concentración. La influencia de estos tres factores se puede predecir, de una manera cualitativa por el Principio de Le Chatelier,que dice lo siguiente: si en un sistema en equilibrio se modifica alguno de los factores que influyen en el mismo ( temperatura, presión o concentración), el sistema evoluciona de forma que se desplaza en el sentido que tienda a contrarrestar dicha variación.
Efecto de la temperatura: si una vez alcanzado el equilibrio, se aumenta la temperatura, el equilibrio se opone a dicho aumento desplazándose en el sentido en el que la reacción absorbe calor, es decir, sea endotérmica.
Efecto de la presión: si aumenta la presión se desplazará hacia donde existan menor número de moles gaseosos, para así contrarrestar el efecto de disminución de V, y viceversa.
Efecto de las concentraciones: un aumento de la concentración de uno de los reactivos, hace que el equilibrio se desplace hacia la formación de productos, y a la inversa en el caso de que se disminuya dicha concentración. Y un aumento en la concentración de los productos hace que el equilibrio se desplace hacia la formación de reactivos, y viceversa en el caso de que se disminuya.
EQUILIBRIOS HETEROGÉNEOS.
Se dice que un equilibrio es heterogéneo cuando coexisten en él sustancias que se encuentran en distintas fases, líquido sólido o gas.
Un equilibrio heterogéneo sería el siguiente:
2 CO (g) ® C(s) + CO2 (g)
Como regla general aplicable a los equilibrios heterogéneos, se puede decir que en las expresiones de la constantes de equilibrio solamente incluimos a las sustancias gaseosas o en disolución.