Ctedra de Qumica GeneralEquilibrio Qumico y Aplicacin al Equilibrio cido Base Grabado con cidos Cambio en el pH de la savia Reactor Nuclear

Ctedra de Qumica GeneralEquilibrio qumicoConcepto de equilibrioEl equilibrio qumico sucede cuando una reaccin y su reaccin inversa proceden a la misma velocidad.

Ctedra de Qumica GeneralEquilibrio qumicoConcepto de equilibrioA medida que un sistema se aproxima al equilibrio, estn sucediendo las reacciones directa e inversa.En el equilibrio, las reacciones directa e inversa estn procediendo a la misma velocidad.

Ctedra de Qumica GeneralEquilibrio qumicoUna vez que se alcanz el equilibrio, la cantidad de cada reactivo y de cada producto permanece constante.Sistema en equilibrio

Ctedra de Qumica GeneralEquilibrio qumicoRepresentacin del equilibrioDado que en un sistema en equilibrio las reacciones directa e inversa estn sucediendo a la misma velocidad, se escribe su ecuacin con una flecha doble.

Ctedra de Qumica GeneralEquilibrio qumicoLa constante de equilibrioReaccin directa:N2O4 (g) 2 NO2 (g)

Ley de velocidad:Velocidad = kf [N2O4]

Ctedra de Qumica GeneralEquilibrio qumicoLa constante de equilibrioReaccin inversa:2 NO2 (g) N2O4 (g)

Ley de velocidad:Velocidad = kr [NO2]2

Ctedra de Qumica GeneralEquilibrio qumicoLa constante de equilibrioPor lo tanto, en el equilibrio:Velocidadf = Velocidadrkf [N2O4] = kr [NO2]2Reescribindola, se vuelve:

Ctedra de Qumica GeneralEquilibrio qumicoLa relacin de las constantes de velocidad es una constante a esa temperatura, y la expresin se vuelve:La constante de equilibrio

Ctedra de Qumica GeneralEquilibrio qumicoLa constante de equilibrioConsiderando la reaccin generalizada:La expresin de equilibrio para esta reaccin sera:

Ctedra de Qumica GeneralEquilibrio qumicoPunto de vista Cintico: Direcciona la velocidad de reaccin.Cambio de la concentracion de productos o reactivos por unidad de tiempoPunto de vista del equilibrio: Direcciona la extensin de la reccin.La concentracin de productos se puede alcanzar en un tiempo infinito de reaccin

El Equilibrio es Dinmico Los reactivos cambian a productos a la misma velocidad como los productos cambian a reactivos, de tal manera que su concentracin es siempre la misma

Ctedra de Qumica GeneralEquilibrio qumicoLa constante de equilibrioDado que la presin es proporcional a la concentracin para los gases en un sistema cerrado, la expresin de equilibrio tambin puede escribirse as:

Ctedra de Qumica GeneralEquilibrio qumicoRelacin entre Kc y KpA partir de la ley de los gases ideales sabemos que:Reorganizndola, obtenemos:PV = nRT

Ctedra de Qumica GeneralEquilibrio qumicoRelacin entre Kc y KpConectando esto en la expresin para Kp para cada sustancia, la relacin entre Kc y Kp se vuelvedonde:Kp = Kc (RT)nn = (moles del producto gaseoso) (moles del reactivo gaseoso)

Ctedra de Qumica GeneralEquilibrio qumicoComo puede verse, la relacin de [NO2]2 a [N2O4] permanece constante a esta temperatura sin importar cules sean las concentraciones iniciales de NO2 y N2O4.El equilibrio puede alcanzarse a partir de cualquier direccin

Ctedra de Qumica GeneralEquilibrio qumicoSin importar si se comienza con N2 y H2 o si se comienza con NH3: se tendrn las mismas proporciones de las tres sustancias en el equilibrio.El equilibrio puede alcanzarse a partir de cualquier direccin

K PEQUEOK GRANDEK intermedioCasi todo reactivoCasi todo productoMezcla de productos y reactivosORDEN DE MAGNITUD DE LA CONSTANTE DE EQUILIBRIO

Ctedra de Qumica GeneralEquilibrio qumico

Ctedra de Qumica GeneralEquilibrio qumicoLas concentraciones de slidos y lquidos son esencialmente constantesPor lo tanto, las concentraciones de slidos y lquidos no aparecen en la expresin de equilibrio.Kc = [Pb2+] [Cl-]2

Ctedra de Qumica GeneralEquilibrio qumicoMientras que algo de CaCO3 o CaO permanezca en el sistema, la cantidad de CO2 sobre el slido permanecer igual.Otro ejemplo de reaccin heterognea es:

Ctedra de Qumica GeneralEquilibrio qumicoProblema de equilibrioA un sistema cerrado que contiene inicialmente 1,000 10-3 M de H2 y 2,000 10-3 M de I2 a 448 C se le permite alcanzar el equilibrio. El anlisis de la mezcla en equilibrio muestra que la concentracin de HI es 1,87 10-3 M. Calcule Kc a 448 C para la reaccin que tiene lugar, la cual es:

Ctedra de Qumica GeneralEquilibrio qumicoCociente de la reaccin (Q)Q da la misma relacin que la expresin de equilibrio, pero para un sistema que no est en equilibrio.Para calcular Q se sustituyen las concentraciones iniciales (o en cualquier instante) de los reactivos y productos en la expresin de equilibrio.

Ctedra de Qumica GeneralEquilibrio qumicoSi Q = KEl sistema est en equilibrio:

Ctedra de Qumica GeneralEquilibrio qumicoHay demasiados productos y el equilibrio se desplaza a la izquierda:Si Q > K

Ctedra de Qumica GeneralEquilibrio qumicoSi Q < KHay demasiados reactivos y el equilibrio se desplaza a la derecha:

Ctedra de Qumica GeneralEquilibrio qumicoPrincipio de Le ChtelierSi un sistema en equilibrio es perturbado por un cambio en la temperatura, presin o concentracin de uno de los componentes, el sistema desplazar su posicin de equilibrio para contrarrestar el efecto de la perturbacin.

Ctedra de Qumica GeneralEquilibrio qumicoSi se adiciona H2 al sistema, se consumir el N2 y los dos reactivos formarn ms NH3.Perturbacin del estado de equilibrio:Cambio en la concentracin de reactivos o productosProceso Haber de obtencin de amonaco:

Ctedra de Qumica GeneralEquilibrio qumicoPerturbacin del estado de equilibrio:Cambio en el volumen y la presinReducir el volumen (aumenta la presin) de una mezcla de equilibrio gaseosa ocasiona que el sistema se desplace en el sentido que reduce el nmero de moles de gas (menos molculas de gas ejercen menor presin).

Ctedra de Qumica GeneralEquilibrio qumicoPara reacciones donde ngas no es cero:Si el volumen de reaccin disminuye (presin aumenta ),la reaccin se desplaza de tal manera que el nmero total de molculas de gas disminuyeSi ngas es cero, no hay efecto sobre la posicin de equilibrioCambios en la presin no alteran K.Si el volumen de reaccin aumenta (presin disminuye ),la reaccin se desplaza de tal manera que el nmero total de molculas de gas aumenta.

Ctedra de Qumica GeneralEquilibrio qumicoPerturbacin del estado de equilibrio:Cambio en el volumen y la presinSi se reduce el volumen del recipiente, se consumen N2 y H2 para producir NH3, entonces por cada 4 moles de gas que se consumen se producen 2 moles de gas; cambio neto= - 2 moles de especies gaseosas.

Ctedra de Qumica GeneralEquilibrio qumicoPerturbacin del estado de equilibrio:Cambio en la temperaturaReacciones qumicasendotrmicasexotrmicasabsorben calorliberan calor

Ctedra de Qumica GeneralEquilibrio qumicoPerturbacin del estado de equilibrio:Cambio en la temperaturaAumenta la temperatura: se suministra calor al sistemaAumenta el valor de Kc, se favorece la formacin de productos.Disminuye el valor de Kc, se favorece la formacin de reactivos.

Ctedra de Qumica GeneralEquilibrio qumicoCatalizadoresLos catalizadores aumentan la velocidad de las reacciones directa e inversa.

Ctedra de Qumica GeneralEquilibrio qumicoCatalizadoresCuando se utiliza un catalizador se alcanza ms rpido el equilibrio, pero la composicin del equilibrio sigue siendo la misma.

Ctedra de Qumica GeneralEquilibrio qumicoResumen:

PerturbacionesEfecto en el equilibrioEfecto en la constanteAumento Conc. RK igualAumento Conc. PK igualDisminucin Conc. RK igualDisminucin Conc. PK igualAumento de P ( o dism. de V)Desplaz. menor n de moles gas K igualDisminucin de P( o aumento de V )Desplaz. mayor n de moles gas K igualAumento de T (H < 0 )K menorAumento de T(H > 0 )K mayorDisminucin T (H < 0 )K mayorDisminucin de T (H > 0 )K menor

Ctedra de Qumica GeneralEquilibrio qumico cidos fuertes: Se disocian completamente en iones en agua. cidos dbiles: Se disocian muy poco en iones en agua.HA(aq) + H2O(l) H3O+(aq) + A-(aq)KC >>1HA(aq) + H2O(l) H3O+(aq) + A-(aq)KC

Ctedra de Qumica GeneralEquilibrio qumicoCONSTANTES DE DISOCIACIN PARA CIDOS cidos fuertes:Ka grande alta [H3O+]

cidos dbiles:Ka pequea baja [H3O+]

Ctedra de Qumica GeneralEquilibrio qumicoAUTOIONIZACION DEL AGUALa constante del producto inico del agua vale 1.0x10-14 a 25CAUMENTO DE [H3O+] Y DISMINUCIN DE [OH-]Solucin cida: [H3O+] > [OH-] [H3O+]>10-7 & [OH-] [H3O+] [H3O+]10-7Solucin neutra: [H3O+] = [OH-] = 10-7 M

Ctedra de Qumica GeneralEquilibrio qumicopH < 7 medio cidopH > 7 medio bsicopH = 7 medio neutroLAS ESCALAS DE pH & pOH Papel IndicadorpH- metroMEDICIN DE pH

Ctedra de Qumica GeneralEquilibrio qumicoEjemplos:a) Calcule el pH de una disolucin 0.30 M de HCl b) Calcule el pH de una disolucin 0.30 M de cido actico, HC2H3O2 (para simplificar lo representamos como HA) a 25C si Ka = 1.8 10-5.

*