equilibrio quimico 2016 total

7/25/2019 Equilibrio Quimico 2016 Total

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Equilibrio Químico



2

¿Qué es un equilibrio químico?

Es una reacción que nunca llega a

completarse. Se produce en ambos

sentidos (los reactivos forman productos,

y a su vez, éstos forman de nuevoreactivos).

Cuando las concentraciones de cada una

de las sustancias que intervienen(reactivos o productos) se estabiliza se

llega al EQUILIBRIO QUÍMICO.EQUILIBRIO QUÍMICO.



3Equilibrio de moléculas

(H2 + I2 = 2 HI)



4

Variación de la concentración con

el tiempo (H2 + I2 = 2 HI

Equilibrio químico

C o n c e n t r a c i o n e s ( m o l / l )

Tiempo (s)

!HI"

!I2"

[H2]



5

#eacción$ H2 + I2 = 2 HI



6

%onstante de Equilibrio (K c)

En una reacción cualquieraa ! " b # c C " d $la constante %c tomar& el valor

'ara concentraciones en el equilibrio.

%c cambia con la temperatura. ¡ATENCIÓN!: Sólo se incluyen especies gaseosas

yo en disolución. Especies en estado sólido olquido tienen concentración constante y por tanto,se integran en la constante de equilibrio.

* + * +

* + * +

c d

c a b

C DK

A B

×=

×



7

%onstante de Equilibrio (K c)eemplazando en la reacción anterior

-(g) " /(g) 0 -/(g)

El valor de K C, depende de cómo se a1uste la

reacción.

Si la reacción anterior la 2ubiéramos a1ustadocomo 3 -(g) " 3 /(g) 0 -/ (g), la constante

valdra la raz cuadrada de la anterior.

* +

* + * +c

HI K

H I

=

×



8E&emplo$ Tenemos el equilibrio2 !"2(#) + "2(#) = 2 !"3(#)

!e $%cen cinco e&'erimenos en los que se inrouceni*erenes concenr%ciones inici%les e %mbos re%cios(!"2 , "2)- !e 'rouce l% re%cci.n , un% e/ %lc%n/%o elequilibrio se mien l%s concenr%ciones %no e re%cioscomo e 'roucos obser0nose los si#uienes %os

Concentracionesiniciales (mol" Concentraciones enequilibrio (mol"

[#$2] [$2] [#$%] [#$2] [$2] [#$%] &c

E' ) 4,4 4,4 5 4,464 4,778 4,794 9:,

E' 2 4,78 4,;4 5 4,47; 4,66 4,768 <4,9

E' % 5 5 4,4 4,486 4,4= 4,7;6 <4,4

E' * 5 5 4,94 4,76 4,4== 4,8=< <4,8

E' + 4,78 4,;4 4,8 4,469 4,6;6 4,6=6 <4,=



1

En la reacción anterior

S>.(g) " >.(g) 0 S>6(g)

%C se obtiene aplicando la e?presión

Como se ve &c es pr&cticamente constante.

Concentr, iniciales(moll"

Concentr, equilibrio(moll"

[#$2] [$2] [#$%] [#$2] [$2] [#$%] %c

E' ) 4,44 4,44 5 4,464 4,778 4,794 9:,E' 2 4,784 4,;44 5 4,47; 4,66 4,768 <4,7

E' % 5 5 4,44 4,486 4,4= 4,7;6 <4,4

E' * 5 5 4,944 4,76 4,4== 4,8=< <4,8

E' + 4,784 4,;44 4,84 4,469 4,6;6 4,6=6 <4,=

6

* +

* + * +C

SO K

SO O =

×



E&ercicio '$

Escribir l%s e&'resiones e K '%r%los si#uienes equilibrios químicos

a 2"4(#) = 2 "2(#)

b 2 "(#) + l2(#) = 2 "l(#)

c

%"3

(s) = %"(s) + "2

(#)

d 2 %H"3(s) = %2"3(s) + H2"(#) + "2(#)-



olución$

a 2"4(#) = 2 "2(#)

b 2 "(#) + l2(#) = 2 "l(#)c %"3(s) = %"(s) + "2(#)d 2 %H"3(s) = %2"3(s) + H2"(#) + "2(#)-

a"

b"

c"

-"

=

;

* +* +

c NOK N O

=×

* +

* + * +c

NOCl K NO Cl

= * +c K CO

= × * + * +c K CO H O



EEII"! E!9E:T"!

2

EQ9I:I;I" Q9<I"



3E&emplo$ En un reci'iene e )* litros se inrouce un% me/cl% e moles e 2(#) , )2 moles e H2(#) aa Escribir l%

re%cci.n e equilibrio bb !i lue#o e re%ccion%r seobser% que $%, *,-2 moles e H3(#)- >eermin%r l%sconcenr%ciones e 2 e H2 en el equilibrio , l%cons%ne K c-

a"a" Equilibrio:

NN

22(." / % H(." / % H

22(." 0 2 NH(." 0 2 NH

%%(."(."

@oles iniciales ; 7 4

@oles equilibrio ; A 4,;= 7 A 7,6< 4,:

b"b" 6,8; 74,= 4,:

conc. eq(moll) 1%+* )1321%+* )132 4,4:

[B-6] (4,4:) @

&c 0 55555 0 5555555 0 )443 5 )1)443 5 )1 62 62 77 62 62 [-]6 [B] (7,4=)6 4,68; @;



4

E&ercicio.$

En un reci'iene e 25 m: se inrouce3 # e ?l5@ es%bleciAnose el equilibrio

?l5(g) = ?l3(g) + l2(g)

!%bieno que K % l% em'er%ur% ele&'erimeno es @48 >eermin%r l%com'osici.n mol%r el equilibrio--



5E&ercicio .$

En un reci'iene e 25 m: se inrouce 3 # e ?l5@es%bleciAnose el equilibrio ?l5(g)=?l3(g)+l2(g)

!%bieno que K % l% em'er%ur% el e&'erimeno es@48 >eermin%r l% com'osici.n mol%r el equilibrio- -

Equilibrio 'Cl8(g) 0 'Cl6(g) " Cl.(g)

@oles iniciales 64<, 4 4

@oles equilibrio 4,47;; A x x x

4,47;;conc. eq(moll)

4,8 4,8 4,8

− x x x

6 .

8

* + * + 4,.8 4,.84,;<

4,47;;* +

4,.8

C

x x

PCl Cl K

x PCl

×= = =

−

g

4,4764 x ⇒ =

7oles equilibrio 111)* 11)% 11)%



6

%onstante de equilibrio (/ p

En las reacciones donde intervienen .ases es mas sencillo medir presiones parciales

que concentraciones

a ! " b # 0 c C " d $'or ello se observa que la constancia de %p

viene definida por

c d

C D

P a d

A D

p pK

p p

×

=

×



7%onstante de equilibrio (/ p

En la reacci8n 9ista anteriormente: 2 #$2(." / $2(." 0 2 #$%(."

(#$%"2 & 0

(#$2"2 5 ($2"

;e la ecuaci8n .eneral -e los .ases:

5< 0 n 5=5T#e obtiene:

n 0 5= 5T 0> 0 concentraci8n 5 = 5 T <

[#$%]

2 (=T"2& 0 0 &c 5 (=T" 6)

[#$2]2 (=T"2 5 [$2] (=T"



8

%onstante de equilibrio (/ p

(continuación

&? ue-e -een-er -e la temeraturasiemre que @aa un cambio en el nB -emoles -e .ases,

cc 5 ;- [C]c (=T"c 5 [;]- (=T"-

& 0 0 0 Aa 5 b [A]a (=T"a 5

[]b (=T"b

en -on-e n 0 incremento en nB -e moles -e .ases

(nro-uctos 6 nreacti9os"

∆

= ×( ) n

P C K K RT



1E&emplo$

%alcular la constante / p a )*** / en la reacción

de 0ormación del amoniaco 1ista anteriormente

(/ % = ),--3 4)* 52 52)

N2(." / % H2(." 0 2 NH%(."

∆n 0 nproductos Anreactivos0 A(7"6) 0 D

%' 0 %c ()∆n 0

F atmF A 7,::= 74 A 55 4,4< 5557444% 0 mol mol%

&& 0 24D 5 )10 24D 5 )1 63 63 atmatm 62 62

2



2

$e la ecuación de los gases podemos deducir

p 74 atm mol %*B>;+inic. 0 555 0 555555555 0 4, 6< @

4,4< atmF 67< %

Equilibrio B>; 0 B>

conc. /nic. (@) 4,6< 4conc. Equil. (@) 4,6< A ? ?

[B>] ;? %c 0 555 0 5555 0 4,=97 ⇒ ? 0 4,7< [B

>

;] 4,6< A ?

E&ercicio %$

:% cons%ne e equilibrio e l% re%cci.n 2"4 = 2 "2 %le @67 % 45B - %lcule l% 'resi.n o%l en el

equilibrio@ en un reci'iene que se $% llen%o con 2"4 % %m.s*er%s , % ic$% em'er%ur%-6atos$ = @82 %mClCmolDCK D-

787$ 9samos la :olaridad, sólo

por el tipo de datos queposeemos, en el resto de

casos usaremos moles

2



2 E&ercicio % (cont$

:% cons%ne e equilibrio e l% re%cci.n 2"4 = 2 "2 %le @67 % 45B - %lcule l% 'resi.n o%l en el

equilibrio en un reci'iene que se $% llen%o con 2"4 % %m.s*er%s , % ic$% em'er%ur%-6atos$ = @82 %mClCmolDCK D-

Equilibrio B.>; 0 B>.

conc. /nic. (@) 4,6< 4

conc. Equil. (@) 4,4 4,6=

pE>E!F 0 ([B>;]eq " [B>]eq) 0

4,4< atmF(4,4 @ " 4,6= @) 55555 67< % 0 )*3 atm)*3 atm

mol %

22



22

:a;nitud de / c < / p

El valor de ambas constantes puede variar entre lmitesbastante grandes

-(g) " Cl(g) 0 -Cl (g)

%c (:< %) 0 ,8 7466

La reacción está muy desplazada a la derecha.

-(g) " /(g) 0 -/(g)%c (=:< %) 0 88,4

e trata de un !erdader" e#uili$ri".

B(g) " >(g) 0 B> (g)%c (:< %) 0 8,6 74 A67

La reacción está muy desplazada a la iz#uierda% es

decir% apenas se &"rman pr"duct"s.

23



23!i#ni*ic%o el %lor e K c

tiempo

K 4 3

c o n c e n t r a c i ó n

tiempo

K 4F 5

c o n c e n t r a c i ó n

K G D2

c o n c e n t r a c

i ó n

tiempo

24



TEE E 9ET24

25



25

ociene e e%cci.n (Q)

En una reacción cualquieraa ! " b # 0 c C " d $

Se llama cociente de reacción a

iene la misma fórmula que la %c pero ladiferencia es que las concentraciones notienen porqué ser las del equilibrio.

* + * +

* + * +

×=

×

c d

a b

C DQ

A B

26



26

ociene e e%cci.n (Q)

#i 0 &c el sistema est& en equilibrio.

#i F &c el sistema evolucionar& 2acia la derec2a,

es decir, aumentar&n las concentraciones de los

productos y disminuir&n las de los reactivos 2astaque G se iguale con %c.

#i > &c el sistema evolucionar& 2acia la izquierda,

es decir, aumentar&n las concentraciones de losreactivos y disminuir&n las de los productos 2asta

que G se iguale con %c

27E& l



27E&emplo$ En un reci'iene e 3 liros se inroucen @6

moles e HI@ @3 moles e H2 , @3 moles e I2 %

41B- !i K c = @22 % 41B '%r%2 HI(#) = H2(#) + I2(#)

aa !e encuenr% en equilibrioJ bb En c%so e noenconr%rse@ cu%nos moles e HI@ H2 e I2 $%br0 en

el equilibrioJ

a"a" *-+ */+ 4,66 4,66G 0 555555 0 555555 0 4,8

*-/+ (4,=6)

Como G H %c el sistemael sistema

no se encuentrano se encuentra

en equilibrioen equilibrio y la reacción se desplazar&

2acia la izquierda.

28



28

b"b"Equilibrio -/(g) 0 /(g) " -(g)

@oles inic. 4,= 4,6 4,6

@oles equil. 4,= " ? 4,6 A ? 4,6 A ?

4,= " ? 4,6 A ? 4,6 A ?conc. eq(moll) 5555 5555 5555 6 6 6

E&emplo (cont$ En un reci'iene e 3 liros se inroucen @6 moles eHI@ @3 moles e H2 , @3 moles e I2 % 41B- !i K c =

@22 % 41B '%r%2 HI(#) = H2(#) + I2(#)aa !e encuenr% en equilibrioJ bb En c%so e no

enconr%rse@ cu%nos moles e HI@ H2 e I2 $%br0 en el

equilibrioJ

21



21

E&emplo (cont$ bb %so e no enconr%rse@cu%nos moles e HI@ H2 e I2 $%br0 en el

equilibrioJ 4,6 A ? 4,6 A ?555 555

6 6%c 0 555555555 0 4,4 4,= " ?

5555

6esolviendo se obtiene que ?0 4,7=6 moles

Equil -/(g) 0 /(g) " -(g)

@ol eq 4,="(4,7=6) 4,6A4,7=6 4,6A4,7=6

n(HI" 0 14% moln(HI" 0 14% moln(In(I22" 0 1)* mol" 0 1)* moln(Hn(H22" 0 1)* mol" 0 1)* mol

3



3

rincipio de >e %atelier

Gn cambio o erturbaci8n encualquiera -e las 9ariables que

-eterminan el esta-o -e equilibrioquímico ro-uce un -eslaamiento-el equilibrio en el senti-o -econtrarrestar o minimiar el eJecto

causa-o or la erturbaci8nK,

3

7

7



3

%ri%ciones en el equilibrio [reacti9os] > 1 →

[reacti9os] F 1 ←

[ro-uctos] > 1 ←

[ro-uctos] F 1 →

TB > 1 (e'otLrmicas" ←

TB > 1 (en-otLrmicas" →

TB F 1 (e'otLrmicas" →

TB F 1 (en-otLrmicas" ←

? > 1 Hacia -on-e menos nB moles -e .ases,

? F 1 Hacia -on-e mMs nB moles -e .ases,

7 H I 7 ? $ = T A N T E

7 H I 7 ? $ = T A N T E

7 H I 7 ? $ = T A N T E

7 H I 7 ? $ = T A N T E

Variaciónen el

equilibrio

32

http://www.chm.davidson.edu/java/LeChatelier/LeChatelier.html






?roblem%

?ara la reacci8n:

N2(." / %H2(." 2 NH%(." / calor

In-ique @acia -on-e se -eslaaría el equilibrio

OustiJican-o bre9emente el or quL en ca-a caso:

Aumentan-o la concentraci8n -e @i-r8.eno,Aumentan-o la resi8n al sistema,

;isminuen-o la temeratura al sistema,A.re.an-o un catalia-or a la reacci8n,

32

33



?roblem% 2

En la siguiente reacción

'Cl8(g) 'Cl6(g) " Cl(g)

'artiendo de moles de 'Cl8(g) en un volumen de 8

litros, el equilibrio se consegua con 7,;8 moles de

'Cl8I 4,88 moles de 'Cl6 y 4,88 moles de Cl.

JCu&ntos moles 2abr& en el nuevo equilibrio si una

vez alcanzado el primero aKadimos 7 mol de Cl al

matrazL (%c 0 4,4;)

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equilibrio quimico 2016 total

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