EL EQUILIBRIO QUÍMICO modificado

...

[pic 18]

pero ni = moles = M(molaridad) ← unidad de

V litro concentración

Luego (3) se convierte en:

[pic 19]

[pic 20][pic 21][pic 22]

moles

litro

[pic 23]

[pic 24] ... (4) [pic 25]

RELACIÓN ENTRE LA CONSTANTE DE EQUILIBRIO Y LA FRACCIÓN MOLAR

Si aA + bB ⇔ cC + dD

La cte. de equilibrio en términos de la fracción molar [pic 26] puede representarse como:[pic 27]

[pic 28] ... (1) Pero [pic 29] ... (2)

[pic 30]

Según Dalton Pi = Xi PTOTAL[pic 31][pic 32]

presión fracción

Parcial molar

Reemplazando esta expresión en (2):

PTOTAL[pic 33]

[pic 34]

[pic 35]

[pic 36] ... (3)

- INTERPRETACIÓN DE LAS CONSTANTES DE EQUILIBRIO

Kp y Kc dependen sólo de la T.

De (3) Kx = [pic 37]

[pic 38]

Si [pic 39] 0, Kx = Kp ⇒ Kx depende sólo de la T

⇒

Si [pic 40] 0, Kx depende de la P y la T

Relación entre Kx y Kc:

[pic 41][pic 42]

[pic 43][pic 44]

[pic 45] ... (4)

- EQUILIBRIO HETEROGÉNEO

- Si se tiene CaCO3(s) ⇔ CaO(s) + CO2(g)

[pic 46][pic 47]

Sólidos puros

En esta ecuación ∃n 2 fases: sólida y gaseosa ∴ corresponde a un EQUILIBRIO HETEROGÉNEO.

Por convención no se considera la [ ] de sólidos puros en la expresión de la cte. de equilibrio porque por ejm. No afectan a la presión de equilibrio del CO2.

- Kc = [CO2][pic 48]

- Los metales no aparecen en la expresión de equilibrio por ser sólidos puros de composición cte.

Sea: [pic 49]

[pic 50]

- Si una rxn es multiplicada por cierto factor, su cte. de equilibrio debe ser elevada a una potencia igual a ese factor para la obtención de la cte. de equilibrio de la nueva rxn.

Ejm.: Sea 2H2(g) + O2(g) ⇔ 2H2O(g)

[pic 51]

mientras que si multiplicamos la ec. anterior por ½ tenemos:

H2(g) + 1/2 O2(g) ⇔ H2O(g)

[pic 52]

[pic 53] ⇔ [pic 54]

- Cuando se suman 2 ó más rxnes, sus ctes. de equilibrio deben ser multiplicadas para obtener la cte. de equilibrio de la rxn total.

Ejm.

2NO(g) + O2(g) ⇔ 2NO2(g) [pic 55]

2NO2(g) ⇔ N2O4(g) [pic 56]

[pic 57][pic 58]

RXN TOTAL: 2NO(g) + O2(g) ⇔ N2O4(g) [pic 59]

Vemos que:

[pic 60]

[pic 61]

- CAMBIOS EN SISTEMAS EN EQUILIBRIO

2.1.1. PRINCIPIO DE LE CHATELIER

El Principio de Le Chatelier dice que toda vez que un factor externo (P, T o [ ]) perturba el equilibrio de un sistema, este reacciona tratando de anular el efecto perturbador.

El efecto perturbador puede desplazar el equilibrio hacia la “IZQUIERDA” o bien hacia la “DERECHA”.

2.3.2. FACTORES QUE AFECTAN EL EQUILIBRIO QUÍMICO

- TEMPERATURA.- Si aumentamos la T a un sistema en equilibrio suministrando energía térmica, la rxn neta que tendrá lugar es aquella que absorbe energía (RXN ENDOTÉRMICA).

Si se disminuye la T de un sistema en equilibrio o quitando energía térmica la rxn neta que tendrá lugar será aquella que libera energía (RXN EXOTÉRMICA). Ejm.:

N2O4(g) + 14,600 cal ⇔ 2NO2(g) (endot.)

2H2 + O2 → 2H2O

En caso de incendios muy fuertes el H2O ya no apaga el fuego, ya que más bien por la alta T° se forma más H2, más O2 avivan el fuego. ∴ se deben usar extinguidores: en polvo a base de gas carbónico y agentes espumantes.

[pic 62][pic 63]

[pic 64]

[pic 65]

Al invertir el extinguidor reacciona el ácido sulfúrico con el bicarbonato de sodio, saliendo por la manguera gas carbónico mezclado con agentes espumantes.

- CONCENTRACIÓN.- Si a un sistema en equilibrio se le adicione un reactante o producto de rxn, la rxn que se produce es la que tiende a consumir la sustancia agregada.

Si se elimina a un reactante o un producto de rxn, la xn que la tiende a reponer.

C2H5OH + CH3COOH ⇔ C2H5COOCH3 + H2O

Etanol ác. Acético ester

[pic 66]

Si le agregamos etanol o ácido acético a la rxn equilibrada se favorece la rxn hacia la → (derecha) formándose