Equilibrio químico

1.Concepto de equilibrio químico. Características macroscópicas e interpretación microscópica.

2.Cociente de reacción y constante de equilibrio. Formas de expresar la constante de equilibrio: Kc y Kp; relación entre ambas.

3.Factores que modifican el estado de equilibrio: Principio de Le Chatelier.

4.Equilibrios heterogéneos. Las reacciones de precipitación como equilibrios heterogéneos. Aplicaciones analíticas de las reacciones de precipitación.

5.Aplicaciones del equilibrio químico a la vida cotidiana y a procesos industriales

Patricio Gómez Lesarri

Objetivos

1. Caracterizar los sistemas físicos y químicos en equilibrio

2. Deducir la expresión de la constante Kc de una reacción homogénea

3. Deduzca el grado de conversión de reactivos en productos a partir del valor de la constante de equilibrio

4. Aplicar el principio de le Chatelier para predecir el efecto sobre un sistema en equilibrio

5. Indicar el efecto que produce un catalizador sobre un sistema en equilibrio

6. Aplicar los conceptos de cinética y equilibrio a procesos industriales

1. Concepto de equilibrio químico

vd = K. A[ ] α. B[ ] β

Equilibrio químico

Concentraciones estacionarias

vi = K. C[ ] γ. D[ ] δ

vd = v

αA+ βB↔ γC + δD

C[ ] γ. D[ ] δ

A[ ] α. B[ ] β = cte.

1. Características del equilibrio

•Todo sistema químico cerrado evoluciona hasta el equilibrio

•Mismo equilibrio químico

•Equilibrio dinámico

•Estado de equilibrio depende de la espontaneidad del proceso y de la temperatura

•La reacción nunca es completa

vd = vi

2. Presiones parciales. Ley de Dalton

Presión parcial

Ley de Dalton

pA = nA.RTV

= A[ ] .RT

p = nRTV

pAp

= nAn

= xA

pA = xA.p

2. Constantes de equilibrio

Kc =C[ ] γ. D[ ] δ

A[ ] α. B[ ] β

K p = pCγ .pD

δ

pAα .pB

β

2. Relación entre constantes de equilibrio

Las constantes están relacionadas a través de la

temperatura

pA = nA.RTV

= A[ ] .RT

K p = pCγ .pD

δ

pAα .pB

β =C[ ] γ. D[ ] δ

A[ ] α. B[ ] β .

RT( ) γ. RT( ) δ

RT( ) α. RT( ) β

K p = Kc. RT( ) ∆n

2. Reacciones de disociación

Reacciones de disociación

Grado de disociación

αno b.αno cαno

co.(1-α) b.αco c.αco

α = ndno

aA↔ bB+ cC

3. Principio de le Chatelier

“Si sobre un sistema en equilibrio químico se ejerce una acción externa, la reacción se deslaza en el sentido en el que se contrarreste la acción realizada”

∆T > 0⇒ ∆H > 0

∆T < 0⇒ ∆H < 0

∆p > 0⇒ ∆n < 0

∆p < 0⇒ ∆n > 0

4. Equilibrios heterogéneos

Equilibrios heterogéneos y homogéneos

Equilibrio de solubilización

Solubilidad

Producto de solubilidad

Relación entre solubilidad y producto de solubilidad

K ps = A[ ] α. B[ ] β

5. Aplicaciones del equilibrio

Reactores químicos e industria

Solubilidad de precipitados

Cambios de estado

Rendimiento de reacciones químicas