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GENERALIDADES DEL EQUILIBRIO
QUÍMICO
El concepto de equilibrio químico
CINÉTICA Y EQUILIBRIO QUÍMICO
A
B
Reactivo
Producto
Reacción Irreversible
Número de moléculas
d A  d B
Velocidad  

 k1 A 
dt
dt
Moléculas de A
Moléculas de B
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El concepto de equilibrio químico
EL CONCEPTO DE EQUILIBRIO QUÍMICO
A
B
Reactivo
Producto
Número de moléculas
Región cinética
Moléculas de A
Reacción reversible
Región de equilibrio
En el equilibrio:
Vdir  Vinv
Vdir  k1 A 
Vinv  k 2 B
k1 A   k 2 B
Moléculas de B
k1 B
K

k 2 A 
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El concepto de equilibrio químico
EL CONCEPTO DE EQUILIBRIO QUÍMICO
A nivel macroscópico no se
observan cambios en un
sistema en equilibrio
Temp = cte
Color = cte
Presión = cte
A2 + B2
Reactivos
2AB
Productos
A nivel molecular existe una
gran actividad
+
Reactivos
Productos
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El concepto de equilibrio químico
LA CONSTANTE DE EQUILIBRIO
Una reacción reversible puede representarse en la siguiente
forma general :
⇌
aA
A + bB
B
a
b
c
d
cC
C + dD
D
A
B
C
D
Coeficientes
estequiométricos
Especies
químicas
La constante de equilibrio Kc para la reacción, a una T. dada es:
c
Kc =
d
[C] [D]
a
Concentraciones en M (mol/L)
b
[A] [B]
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El concepto de equilibrio químico
LA CONSTANTE DE EQUILIBRIO
Kc =
c
d
a
b
[C] [D]
[A] [B]
Especie
Estado estándar
Solutos
Gases
1M
1 atm
En Termodinámica:
[X] =
Conc. de X
Conc. estándar
Ejemplo:
[C] =
Conc. de C (M)
1M
• Este procedimiento elimina todas las unidades.
• De esta manera Kc es adimensional
Importante: los solidos y los líquidos puros se omiten en la
expresión de equilibrio (Se hacen igual a 1).
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El concepto de equilibrio químico
PROPIEDADES DE LA CTE. DE EQUILIBRIO
La magnitud de Kc es una medida de la extensión en la
que tiene lugar la reacción:
Kc >> 1
Reactivos
⇌
Kc << 1
Productos
Si Kc >> 1: se favorece la
formación de productos.
Reactivos
⇌
Productos
Si Kc << 1: se favorece la
formación de reactivos.
El valor de Kc:
• Es constante a una temperatura dada.
• Es independiente de las concentraciones iniciales.
• Sólo varia con la temperatura.
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Principio de Le Chatelier
PRINCIPIO DE LE CHATELIER
“Si un sistema en equilibrio se somete a una
perturbación, el sistema “responde” alcanzando
una nueva posición de equilibrio tal que tienda a
contrarrestar el efecto de la perturbación”
Henry Louis Le Chatelier
(1850-1936)
Perturbaciones mas importantes que afectan el equilibrio:
• Cambios de concentración.
• Cambios de presión.
• Cambios de temperatura.
• Cambios de volumen.
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Principio de Le Chatelier
PREDICCIÓN DEL SENTIDO DE UNA REACCIÓN
aA
A + bB
B
⇌
Constante de equilibrio Kc
Concentraciones en equilibrio
Kc =
c
d
a
b
[C] [D]
[A] [B]
cC
C + dDD
Cociente de reacción Qc
Cualquier concentración
Qc =
[C]c [D]d
[A]a [B]b
 Qc > Kc para alcanzar el equilibrio el sistema
procede de derecha a izquierda.
Reactivos
 Qc = Kc el sistema se encuentra en equilibrio.
productos
Equilibrio
 Qc < Kc el sistema procede de izquierda a derecha
para alcanzar el equilibrio.
Reactivos
productos 8
Principio de Le Chatelier
PREDICCIÓN DEL SENTIDO DE UNA REACCIÓN
2CrO42-
⇌
2H+
+
+
H 2O
Ion dicromato
Ion cromato
Kc =
Cr2O72-
[Cr2O72-]eq
[CrO4
2-]2
eq
[H+]2
= 4.4 x 1014
eq
Condiciones iniciales:
[Cr2O72-]0 = 5.0 M,
Qc =
[Cr2O72-]0
[CrO42-]20 [H+]20
[CrO42-]0 = 0.003 M,
Qc =
[H+]0 = 0.001 M
(5.0)
2
(0.003) (0.001)
2
= 5.6 x 1011
Como Qc < Kc , el sistema procederá de izquierda a derecha
para alcanzar el equilibrio.
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Principio de Le Chatelier
EFECTO DE LOS CAMBIOS DE TEMPERATURA
Kc cambia de valor al cambiar la temperatura.
Calor + Reactivos
⇌
Productos
Kc =
• Reacción Endotérmica (Absorbe calor)
• Aumentar T resulta en un aumento de Kc
Reactivos
⇌
Productos + Calor
Kc =
• Reacción Exotérmica (Libera calor)
• Aumentar T resulta en una disminución de Kc
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Principio de Le Chatelier
EFECTO DE LOS CAMBIOS DE TEMPERATURA
Calor
+ Co(H2O)62+ + 4Cl-
⇌
CoCl42- + 6H2O
Reacción
Endotérmica
Violeta (a 25ºC)
Co(H2O)62+
Rosa
(2ºC)
CoCl42Azul
(70ºC)
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Equilibrio y termodinámica
EQUILIBRIO Y TERMODINÁMICA
Reactivos
ΔH = Cambio en la entalpía
⇌
Productos
+ , absorbe calor (endotérmica)
̶ , libera calor (exotérmica)
+ , productos con mas desorden que
ΔS = Cambio en la entropía
los reactivos.
̶ , reactivos con mas desorden que
los productos.
ΔG = Cambio en la energía
libre de Gibbs
ΔG  ΔH  TS
+ , reacción favorecida hacia la izq.
̶ , reacción favorecida hacia la der.
ΔG  RTlnKc
R  8.3145 J/mol  K
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