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15.S: Equilibrio químico (resumen)

                 

equilibrio químico – condición donde la concentración de productos y reactivos no cambia con el tiempo

 

15.1: El concepto de equilibrio

 

en equilibrio

 

[k_f [A] = k_r [B] nonumber ]

 

allí para la relación

 

[ displaystyle frac {[B]} {[A]} = frac {k_f} {k_r} = textit {constante} nonumber ]

 

15.2: La constante de equilibrio

 

se puede alcanzar la condición de equilibrio desde la dirección hacia adelante o hacia atrás

 

Cato Maximillian Galdberg (1836-1902) y Peter Wauge (1833-1900)

 

         

  • Ley de acción de masas: relación entre las concentraciones de reactivos y productos en equilibrio
  •  

 

If (aA + bB rightleftharpoons pP + qQ )

 

entonces se puede construir una expresión de equilibrio

 

[ displaystyle K_c = frac {[P] ^ p [Q] ^ q} {[A] ^ a [B] ^ b} nonumber ]

 

         

  • la expresión de equilibrio depende solo de la estequiometría de la reacción y no de los mecanismos
  •      

  • constante de equilibrio:
  •      

  • no depende de las concentraciones iniciales
  •      

  • no importa si hay otras sustancias presentes siempre que no reaccionen con reactivos o productos
  •      

  • varía con las temperaturas
  •      

  • sin unidades
  •  

 

15.2.1 Expresando constantes de equilibrio en términos de presión, (K_p )

 

[ displaystyle K_p = frac {(P_P) ^ p (P_Q) ^ q} {(P_A) ^ a (P_B) ^ b} ]

 


 

 

15.2.2 La magnitud de las constantes de equilibrio

 

         

  • (K gg 1 ); el equilibrio se encuentra a la derecha; productos favorecidos
  •      

  • (K ll 1 ); el equilibrio se encuentra a la izquierda; Reactantes favorecidos
  •  

 


 

 

15.2.3 La dirección de la ecuación química y (K )

 

         

  • la expresión de equilibrio escrita en una dirección es el recíproco de la una en la otra dirección
  •  

 

15.3: Interpretación y trabajo con constantes de equilibrio

 

15.4: Equilibrios heterogéneos

 

         

  • equilibrios homogéneos – sustancias en la misma fase
  •      

  • equilibrios heterogéneos – sustancias en diferentes fases
  •      

  • concentración de líquido puro o sólido
  •      

  • [ displaystyle frac { textit {densidad}} {M} = frac { textit {mol}} {cm ^ 3} ]
  •      

  • la densidad de líquido puro o sólido es constante a cualquier temperatura
  •      

  • si un sólido o líquido puro está involucrado en una reacción, su concentración se excluye de la expresión de equilibrio
  •      

  • los sólidos puros deben estar presentes para alcanzar el equilibrio incluso si están excluidos de la expresión de equilibrio
  •  

 

15.5: Cálculo de constantes de equilibrio

 

determinación de concentraciones de equilibrio desconocidas

 

         

  • tabule las concentraciones iniciales y de equilibrio conocidas
  •      

  • calcule el cambio en la concentración que ocurre cuando el sistema alcanza el equilibrio
  •      

  • utiliza la estequiometría para determinar el cambio en la concentración de especies desconocidas
  •      

  • a partir de las concentraciones iniciales y los cambios en las concentraciones, calcular las concentraciones de equilibrio
  •  

 


 

 

15.5.1 Relacionando K c y K p

 

[PV = nRT ]

 

[P = (n / V) RT = MRT ]

 

[PA = [A] (RT) ]

 

[K_p = K_c (RT) D ^ n ]

 

         

  • D n = cambio en moles de reactivos a productos
  •  

 

15.6: Aplicaciones de las constantes de equilibrio

 

         

  • constante de equilibrio:
         

               

    1. la mezcla de reacción de dirección del producto procederá
    2.          

    3. calcule las concentraciones de reactivos y productos una vez que se alcanza el equilibrio
    4.      

         

  •  

 


 

 

15.6.1 Predicción de la dirección de reacción

 

         

  • cociente de reacción
  •      

  • en equilibrio Q = K
  •      

  • Q> K; la reacción se mueve de derecha a izquierda
  •      

  • Q

     

 


 

 

15.6.2 Cálculo de las concentraciones de equilibrio

 

15.7: Principio de Le Chatelier

 

Si el sistema en equilibrio se ve afectado por el cambio de temperatura, presión o concentración, el sistema cambiará la posición de equilibrio

 


 

 

15.7.1 Cambio en la concentración de reactivo o producto

 

         

  • la adición de sustancia dará como resultado la consumación de parte de la sustancia añadida
  •      

  • si se elimina la sustancia, la reacción se moverá para producir más sustancia
  •  

 


 

 

15.7.2 Efectos de los cambios de volumen y presión

 

         

  • reduciendo el volumen, la reacción cambia para reducir el número de moléculas de gas
  •      

  • aumenta el volumen, la reacción cambia para producir más moléculas de gas
  •      

  • aumenta la presión, disminuye el volumen reduce el número total de moles
  •      

  • los cambios en el volumen de presión no afectan a K siempre que la temperatura sea constante
  •      

  • cambia las concentraciones de sustancias gaseosas
  •  

 


 

 

15.7.3 Efecto sobre el cambio de temperatura

 

         

  • endotérmico: reactivos + calor « productos
  •      

  • exotérmico: reactivos « productos + calor
  •      

  • aumenta la temperatura, el equilibrio cambia en la dirección que absorbe el calor
  •      

  • endotérmico: aumentar T, aumentar K
  •      

  • exotérmico: aumento de T, disminución de K
  •      

  • el enfriamiento cambia el equilibrio para producir calor
  •  

 


 

 

15.7.4 El efecto de los catalizadores

 

         

  • los catalizadores aumentan la velocidad a la que se obtiene el equilibrio
  •      

  • no cambia la composición de la mezcla de equilibrio
  •