5 Equilibrioquimico
5 Equilibrioquimico
5 Equilibrioquimico
P P T T
dV dq
Equilibrio
P P T T
Equilibrio químico
Material i i
dni
Equilibrio de fases
i i
ASPECTOS BÁSICOS DEL EQUILIBRIO
QUÍMICO.
Estado de equilibrio: estado en que la composición
del sistema permanece constante en el tiempo.
Equilibrio: G = 0
G(prod) G (reac)
prod reac
EQUILIBRIO QUÍMICO DE
GASES IDEALES
i i = 0
i (ni)= coeficientes estequiométricos
i(mi)= potencial químico de la especie i.
aA + bB ⇄ cC + dD
aA + bB = cC + dD
cC + dD - aA - bB = 0
G G G
EQUILIBRIO QUÍMICO DE
GASES IDEALES
G G G
G G(T ) P
RT ln
n n P
G
n
P
u u RT ln
P
EQUILIBRIO QUÍMICO DE
GASES IDEALES
• dG = i dni
G
i
ni T 1, P1,nj ni
P
G G(T ) VdP
P
P
nRT
G G (T ) P P dP
( PC / P) c ( PD / P) d
G°(T) = -RT ln a b
( PA / P) ( PB / P)
( PC / P) c ( PD / P) d
K°P : a b
( PA / P) ( PB / P)
aA + bB ⇄ cC + Dd
( PC ) c ( PD ) d
KP=
( P ) a
( P ) b
A B
DISCUSIÓN CUALITATIVA DEL
EQUILIBRIO QUÍMICO
• La constante de equilibrio K°P es siempre un valor
positivo que varía entre cero e infinito.
• Un valor de la constante de equilibrio >1, favorece la
formación de productos.
• Un valor de la constante de equilibrio <1, favorece la
formación de reactivos.
• Si G° >> 0 e G°/RT es grande y K°P es muy
pequeña, por lo tanto favorece los reactivos.
• Si G° < 0 e G°/RT es pequeña y K°P es grande, por
lo tanto favorece los productos.
• Si G° es cero, entonces K°P es uno.
¿Cómo evoluciona la mezcla de reacción?
o Q
G Gº RT ln Q G RT ln K RT ln Q RT ln o
p
Kp
G º RT ln K op
ni
C i
V
• Si PV = nRT P = nRT / V
c d
Cc, eqRT / P C D , eqRT / P
K P a b
C A , eqRT / P C B , eqRT / P
CONSTANTE DE EQUILIBRIO K°
K°P EN
FUNCIÓN DE CONCENTRACIONES
c d a b
K P
Cc, eq / C CD , eq / C RTC o
c d
b
CA , eq / C CB , eq / C P
a
C 1mol / L
KC
Cc, eq / C C D , eq / C
c d
n / mol
RTC o
K P K C
P
CONSTANTE DE EQUILIBRIO K°
K°P EN
FUNCIÓN DE CONCENTRACIONES
K°P = Pi
P
P
• Pi = yi P K°P = yi *
P
aA (g) + bB (g) cC (g) + dD (g)
yc, eqP / Pc y D , eqP / Pd yc, eq c y D , eq d c d a b
Kp * ( P / P )
y A , eqP / Pa y B , eqP / Pb y A , eq a y B , eq b
CONSTANTE DE EQUILIBRIO EN FUNCIÓN
DE FRACCIONES MOLARES
yc, eq c y D , eq d
Ky
y A , eq a y B , eq b
Puesto que Kp0 sólo depende de la temperatura,
la constante Ky también es función únicamente
de la temperatura.
“ENERGIA LIBRE DE GIBBS”
Pero como G + TS = H
Por lo tanto;
DEPENDENCIA DE LA CONSTANTE DE
EQUILIBRIO CON LA TEMPERATURA
G RT ln K p
G / T
ln K p
R
Derivando con respecto a la temperatura:
d ln K p 1 d G / T 1
dT R dT
d G / T H 2
dT T2
DEPENDENCIA DE LA CONSTANTE DE
EQUILIBRIO CON LA TEMPERATURA
Reemplazando 2 en 1
d ln K p 1 H
2
dT R T
d ln K p H Ecuación de
2
dT RT VAN´
VAN´T HOFF
DEPENDENCIA DE LA CONSTANTE DE
EQUILIBRIO CON LA TEMPERATURA
DEPENDENCIA DE LA CONSTANTE DE
EQUILIBRIO CON LA TEMPERATURA
d ln K p H La ecuación de VAN´T HOFF se
puede transformar en:
dT RT 2
d T T
1 2
dT
d ln K p H 1 H
2
2
d 1 / T RT T R
d ln K p H
d 1/ T R
DEPENDENCIA DE LA CONSTANTE DE
EQUILIBRIO CON LA TEMPERATURA
Pendiente =
H
R
K p G
ln K p
G S
H
1/ T 1
ln K p Vs
T
Si H es constante en el intervalo
de temperatura de la gráfica, la
representación: Es una línea recta
DEPENDENCIA DE LA CONSTANTE DE
EQUILIBRIO CON LA TEMPERATURA
d ln K p H
d 1 / T R
ln K p ln K p
1/T 1/T
H H
m m
R R
Si H es - Si H es +
CÁLCULOS PARA EL EQUILIBRIO
ENTRE GASES IDEALES
o G º / RT
K e
p G 0 (T) i 0i (T)
o Gº
ln K
p
RT
d ln K op H º
dT RT 2
Si
Hº = cte
o Hº [Co(OH2)6]2+ + 4 Cl- [CoCl4]2- + 6 H2O
d ln K RT2 dT
p
H º
0
R
K op (T2 )
ln 0 ; K op (T2 ) K op (T1 )
1 1 K op (T1 )
0
T1 T2
T Kpº
H º
0
R
K op (T2 )
ln 0 ; K op (T2 ) K op (T1 )
1 1 K op (T1 )
0
T1 T2
T Kpº
[prod]eq [prod]
Kc ; Q
[reac]eq [reac]
KP0 no varia.
6. Adición de un catalizador
No afecta al equilibrio
RTA: a. 0.0287
EJERCICIO