Equilibrio Quimico Yo
Equilibrio Quimico Yo
Equilibrio Quimico Yo
Equilíbrio Químico
I2
I2
H2
H2 HI
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Variación de la concentración
con el tiempo H + I 2 HI 2(g) 2(g) (g)
Equilibrio químico
Concentraciones (mol/l) [HI]
[I2]
[H2]
Tiempo (s)
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Reacción: H2(g) + I2(g) 2 HI(g)
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aA+bB cC+dD
la constante Kc tomará el valor:
[C ]c [D]d
Kc
[ A] [B]
a b
En la reacción anterior:
2 SO2(g) + O2(g) 2 SO3(g)
KC se obtiene aplicando la expresión:
[SO3 ]2
KC
[SO2 ]2 [O2 ]
y como se ve es prácticamente constante.
Ejercicio A: Escribir las expresiones de KC para 13
los siguientes equilibrios químicos:
a) N2O4(g) 2 NO2(g);
b) 2 NO(g) + Cl2(g) 2 NOCl(g);
c) CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g);
d) 2 NaHCO3(s) Na2CO3(s) + H2O(g) + CO2(g).
[NO2 ]2
a) Kc c) Kc [CO2 ]
[N2O4 ]
[NOCl ]2
b) Kc d) Kc [CO2 ] [H2O]
[NO]2 [Cl 2 ]
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Significado del valor de Kc
concentración
concentración
tiempo tiempo
concentración
KC < 10-2
tiempo
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NH32 0,0922 M2
Kc = ————— = ——————— = 1,996 · 10–2 M–2
H23 · N2 1,0623 · 0,354 M4
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Ejercicio B: En un recipiente de 250 ml se introducen 3 g de PCl5,
estableciéndose el equilibrio: PCl5(g) PCl3 (g) + Cl2(g).
Sabiendo que la KC a la temperatura del experimento es 0,48,
determinar la composición molar del equilibrio..
0,0144 x x x
conc. eq(mol/l)
0,25 0,25 0,25
x x
[PCl 3 ] [Cl 2 ] 0,25 0,25
KC 0,48 x 0,0130
[PCl 5 ] 0,0144 x
0,25
Moles equil. 0,0014 0,013 0,013
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PCc x PDd
Kp = ---------------
PAa x PBb
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Constante de equilibrio (Kp)
En la reacción vista anteriormente:
n
KP KC (RT )
en donde n = incremento en nº de moles de gases
(nproductos – nreactivos)
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NO22 4x2
Kc = ——— = ———— = 0,671 x = 0,18
N2O4 0,38 – x
Problema
Selectividad
Ejercicio C (cont): La constante de equilibrio de la 22
(Junio 2014) reacción: N2O4 2 NO2 vale 0,671 a 45ºC . Calcule la
presión total en el equilibrio en un recipiente que se ha
llenado con N2O4 a 10 atmósferas y a dicha temperatura.
Datos: R = 0,082 atm·l·mol-1·K-1.
Equilibrio: N2O4 2 NO2
conc. Inic. (M) 0,38 0
conc. Equil. (M) 0,20 0,36
0,082 atm·L
(0,20 M + 0,36 M) · ————— ·318 K = 14,6 atm
mol ·K
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Magnitud de Kc y Kp.
El valor de ambas constantes puede variar entre
límites bastante grandes:
H2(g) + Cl2(g) 2 HCl (g)
Kc (298 K) = 2,5 ·1033
La reacción está muy desplazada a la derecha.
H2(g) + I2(g) 2 HI(g)
Kc (698 K) = 55,0
Se trata de un verdadero equilibrio.
N2(g) + O2(g) 2 NO (g)
Kc (298 K) = 5,3 ·10–31
La reacción está muy desplazada a la izquierda, es
decir, apenas se forman productos.
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[C ] [D ]
c d
Q
[ A] [B]
a b
a)
[H2] · [I2] 0,3/3 · 0,3/3
Q = —————— 2
= —————— 2
= 0,25
[HI] (0,6/3)
Como Q > Kc el sistema no se encuentra en
equilibrio y la reacción se desplazará hacia
la izquierda.
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Ejemplo (cont): En un recipiente de 3 litros se
introducen 0,6 moles de HI, 0,3 moles de H2 y 0,3
moles de I2 a 490ºC. Si Kc = 0,022 a 490ºC para
2 HI(g) H2(g) + I2(g) a) ¿se encuentra en
equilibrio?; b) Caso de no encontrarse, ¿cuantos
moles de HI, H2 e I2 habrá en el equilibrio?
b)
Equilibrio: 2 HI(g) I2(g) + H2(g)
Moles inic.: 0,6 0,3 0,3
Moles equil. 0,6 + 2 x 0,3 – x 0,3 – x
0,6 + 2 x 0,3 – x 0,3 – x
conc. eq(mol/l) ———— ———— ————
3 3 3
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Ejemplo (cont): b) Caso de no encontrarse,
¿cuantos moles de HI, H2 e I2 habrá en el equilibrio?
0,3 – x 0,3 – x
——— · ———
3 3
Kc = ————————— 2
= 0,022
0,6 + 2 x
————
3
Resolviendo se obtiene que: x= 0,163 moles
Equil: 2 HI(g) I2(g) + H2(g)
Mol eq: 0,6+2·0,163 0,3–0,163 0,3–0,163
Cambio en la temperatura.
Se observa que, al aumentar T el sistema se
desplaza hacia donde se consuma calor, es decir,
hacia la izquierda en las reacciones exotérmicas y
hacia la derecha en las endotérmicas.
Principio de Le Chatelier
“Un cambio o perturbación en
cualquiera de las variables que
determinan el estado de equilibrio
químico produce un desplazamiento
del equilibrio en el sentido de
contrarrestar o minimizar el efecto
causado por la perturbación”.
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Variaciones en el equilibrio
[reactivos] > 0
[reactivos] < 0
[productos] > 0
[productos] < 0
T > 0 (exotérmicas)
T > 0 (endotérmicas)
T < 0 (exotérmicas)
T < 0 (endotérmicas)
p > 0 Hacia donde menos nº moles de gases
p < 0 Hacia donde más nº moles de gases
Variación
en el
equilibrio
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Importancia en procesos industriales.
Es muy importante en la industria el saber qué
condiciones favorecen el desplaza-miento de un
equilibrio hacia la formación de un producto, pues se
conseguirá un mayor rendimiento, en dicho proceso.
0,025mol
[Ag ] 0,0833M
0,25L 0,05 L
K S (2s) 2 s 4s 3 s
KS 3
4
Las misma expresión será para electrolitos tipo AB2.
Tipo AaBb: AaBb (s) a Ab+(ac) + b Ba(ac)
Conc. inic. (mol/l): c 0 0
Conc. eq. (mol/l): c as bs
KS
K S (as) a (bs)b a abb s a b s a b
a a bb
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Estos son:
– Efecto ion común.
• Formación de un ácido débil.
• Formación de una base débil.
– pH.
– Formación de complejos estables.
– Reacciones redox.
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