Las características del estado de equilibrio químico. Ley de acción de masas

Autora: MSc. Irmina Guevara Ferrer

MSC. NIurka Ramos Herrera

INTRODUCCIÓN

frascos_1Ideas esenciales

¿Recuerdas cómo se explica el equilibrio dinámico en las disoluciones saturadas?

Cuando se analizaron las DISOLUCIONES se planteó que en una disolución saturada ocurren simultáneamente, y a la misma velocidad, dos procesos opuestos que son la disolución y la cristalización, estableciéndose el equilibrio dinámico. Estos son los cambios microscópicos.

Comprobando conocimientos previos

A continuación se estudiaran reacciones químicas que tienen la peculiaridad de ocurrir en dos sentidos opuestos de la forma siguiente:

reac_quim-1

Estas reacciones que ocurren simultáneamente en ambos sentidos son las reacciones químicas reversibles.

En determinadas condiciones, una reacción química reversible puede alcanzar el estado de equilibrio químico al cabo de cierto tiempo de iniciarse la reacción química. En ese momento la transformación de los sustancias reaccionantes en sustancias productos no es completa y coexisten determinadas cantidades de los ambas sustancias al mismo tiempo.

En muchos procesos industriales las reacciones químicas que se verifican son reversibles y pueden alcanzar el estado de equilibrio químico, lo que impiden el mayor rendimiento del proceso productivo, de ahí la importancia de su estudio, pues conociendo las características del estado de equilibrio químico y los factores que pueden modificarlo, se pueden utilizar las reacciones químicas reversibles en los procesos productivos de forma óptima.

Características del estado de equilibrio químico

- es un estado dinámico

- no ocurren cambios macroscópicos

- los cambios microscópicos continúan ocurriendo

- se produce en un sistema cerrado

- la temperatura uniforme y constante

equi_quim-1

Al inicio de la reacción química:

- altas c (I2) y c (H2) pocas moléculas de HI

- máxima velocidad de la reacción directa

- mínimo valor de la reacción inversa

Cuando avanza la reacción química:

- disminuyen las concentraciones de diyodo y dihidrógeno

- aumenta la concentración de HI

- disminuye la velocidad de la reacción directa

- aumenta la velocidad de la reacción inversa

Cuando se alcanza el estado de equilibrio químico:

- Las concentraciones de los reaccionantes permanece constante

- la concentración de los productos también permanece constante

- se igualan las velocidades de la reacción directa e inversa.

Esto se representa gráficamente:

gr_equi_quim-1

T1 es el tiempo en que se alcanza el estado de equilibrio químico

c (H2): concentración de la cantidad de sustancia de dihidrógeno

c (I2): concentración de la cantidad de sustancia de diyodo

c (HI): concentración de la cantidad de sustancia de yoduro de hidrógeno

gr_equi_quim-2

V d: velocidad de la reacción directa

V i: velocidad de la reacción inversa

Si se analiza en el sistema I2 (g)+ H2 (g) = 2HI (g) experimentalmente las concentraciones de las sustancias que se encuentran en el sistema en el estado de equilibrio se obtiene como resultado que:

Ley de acción de masas

Para cualquier sistema químico en equilibrio existe una relación constante entre el producto de la c(P) y el producto de la c(R), elevados a un exponente que es igual a sus respectivos coeficientes estequiométricos . Esta generalización se conoce como ley de acción de masas y fue enunciada por los químicos noruegos Guldberg y Waage en 1867.

Guldberg_y_Waage

Conclusiones

Esto se puede generalizar de la forma siguiente:

siquiequ, siendo m, n, p, q los coeficientes de las sustancias en la reacción química y A, B, C, D sustancias reaccionantes y producto.

Se tiene la expresión matemática de la ley de acción de masas:

ley_acc_masa_1

Si se analiza el valor de numérico de Kc, se puede predecir el sentido en que está más desplazado la reacción química.

Si el valor de Kc es grande está favorecida la reacción directa flder1

Si Kc tiene un valor pequeño, está favorecida la reacción inversafliz1

Ampliando conocimientos sobre el tema

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