MD: Equilibrio Químico

Equilibrio Químico

Explora este módulo didáctico para que conozcas cómo se define equilibrio químico, la constante de equilibrio; a hacer cálculos considerando la constante de equilibrio (o el cociente de reacción) y además puedas aplicar el principio de Le Châtelier...

EMPEZAR

Lic. Yuliana Chaves

Índice

Recorré los contenidos de este módulo didáctico y generá tus aprendizajes...

Tema 2Propiedades de la Keq

Tema 3Cálculos con Keq

Tema 1Equilibrio y la Keq

Objetivos

Tema 5El Principio de Le Châtelier

Tema 4El Cociente de Reacción

Bibliografía

Autoevaluación

Objetivos

1. Definir el concepto de equilibrio químico para aplicarlo correctamente.2. Plantear la expresión de equilibrio para cualquier tipo de proceso. 3. Calcular la constante de equilibrio al invertir una reacción y/o multiplicar los coeficientes estequiométricos por un valor determinado. 4. Calcular la constante de equilibrio de un proceso que proviene de la suma de reacciones. 5. Calcular parámetros (Keq o concentración de especies) a partir de una determinada situación. 6. Calcular el cociente de reacción (Q) para predecir lo que sucede en un sistema de reacción. 7. Predecir lo que sucede en un sistema que está en equilibrio y se le aplica una perturbación (cambio de concentración, de volumen o de temperatura).

TEMA 1Equilibrio y la Keq

En este tema definiremos el concepto de Equilibrio Químico y la constante de Equilibrio Keq. También estudiaremos cuáles especies debemos considerar en esta expresión. Te invito a revisar estos contenidos y los ejercicios que incluí para que puedas evaluar tus aprendizajes...

TEMA 1 El Equilibrio y la Kps

El Equilibrio Químico

En reacciones químicas reversibles, el equilibrio químico se alcanza cuando la velocidad a la que los reactivos se transforman en productos es igual a la velocidad con la que los productos se transforman en reactivos.Es un proceso dinámico porque siempre se da la interconversión de las especies participantes.

+ info

TEMA 1 El Equilibrio y la Kps

El Equilibrio Químico

Cuando un sistema alcanza el equilibrio, no es posible notar un cambio en las concentraciones de las especies (reactivos y productos), como se observa en la gráfica adjunta.

Punto de equilibrio

+ info

TEMA 1 El Equilibrio y la Kps

La constante de equilibrio: Keq

Info

Es una relación matemática entre las concentraciones (o presiones) de los productos y de los reactivos.

Info

El valor de la Keq varía solamente con la temperatura.

TEMA 1 El Equilibrio y la Kps

Equilibrios Heterogéneos

Los sólidos y los líquidos puros no se indican en la expresión de equilibrio, aunque estén presentes en la reacción!

Sólido

Líquido

TEMA 1 El Equilibrio y la Kps

Ejercicio

Plantea la expresión de equilibrio para las siguientes reacciones:

Estrategia

1. SO2(g) + 2 H2S(g) ⇋ 2 H2O(g) + 3 S(s)
2. 3 Fe(s) + 4 H2O(g) ⇋ Fe3O4(s) + 4 H2(g)
3. N2H4(g) ⇋ N2(g) + 2 H2(g)

Respuestas

Propiedades de la constante de equilibrio (Keq)

En esta sección estudiarás cómo manipular el valor de la Keq al invertir una reacción, el valor de la Keq al multiplicar los coeficientes de reacción por un valor determinado y el valor de la Keq de una reacción que se obtiene al sumar otras reacciones.

TEMA 2 Propiedades de la constante de equilibrio (Keq)

Al invertir una reacción (Reactivos ⇄ Productos) se debe invertir el valor de la Keq = (1/Keq).

Ejemplo:

Por lo tanto:

TEMA 2 Propiedades de la constante de equilibrio (Keq)

Al multiplicar los coeficientes estequiométricos por un número (#), se debe elevar la constante a ese número.

Ejemplo:

Por lo tanto:

TEMA 2 Propiedades de la constante de equilibrio (Keq)

Al sumar reacciones, la Keq de la reacción resultante se obtiene multiplicando las Keq de las reacciones originales

Ejemplo: A partir de las siguientes ecuaciones:

Encuentre el valor de la Keq a 25ºC para la reacción:

TEMA 2 Propiedades de la constante de equilibrio (Keq)

Ejercicio

Determine la Keq para la siguiente reacción:

Estrategia

A partir de:

Respuestas

Cálculos a partir de la constante de equilibrio

Con este tema aprenderás a calcular varios parámetros (Keq, concentración inicial o final de una especie) mediante la tabla del "ICE".

TEMA 3 Cálculo con la constante de equilibrio

TEMA 3 Cálculo con la constante de equilibrio

TEMA 3 Cálculo con la constante de equilibrio

Ejercicio

Para la siguiente reacción a 400 °C:

Estrategia

Si se coloca inicialmente 0,035 atm de CO y 0,015 atm de Cl2, determine las concentraciones en equilibrio de cada especie.

Respuesta

TEMA 3 Cálculo con la constante de equilibrio

Ejercicio

La formación del amoniaco se lleva a cabo mediante la reacción:

Estrategia

Si se coloca inicialmente 0,100 mol de N2, 0,200 mol de H2 en un recipiente de 1,00 L y en el equilibrio se encuentra que la concentración del amoniaco es de 0,050 mol/L, determine la Kc en esas condiciones de reacción.

Respuesta

Cociente de reacción

Con este tema aprenderás a calcular el valor del cociente de reacción e interpretar su significado, además de prededecir el cambio en las concentraciones de las especies a partir del cociente de reacción.

Cociente de reacción

Con este tema aprenderás a calcular el valor del cociente de reacción e interpretar su significado, además de prededecir el cambio en las concentraciones de las especies a partir del cociente de reacción.

TEMA 3 Cociente de Reacción

El Cociente de Reacción "Q" se calcula usando la misma expresión matemática que la constante de equilibrio

La diferencia radica en que el cociente de reacción se calcula con las concentraciones (o presiones) en cualquier punto de la reacción, no necesariamente en el equilibrio.

TEMA 3 Cociente de Reacción

Para un proceso químico:

• Si Q < K, se formará productos (o se consumirá reactivos).

• Si Q > K, se formará reactivos (o se consumirá productos).

• Si Q = K, el proceso está en equilibrio.

TEMA 3 Cociente de Reacción

TEMA 4 Cociente de Reacción

Ejercicio

Para la reacción: A(ac) + 2 B(ac) ⇋ AB2(ac) Keq = 7,70x10-13 ¿Qué sucederá si se coloca [A]=1,52x10-6 mol/L, [B]=2,8x10-3 mol/L y [AB2]=2,6x10-7 mol/L en un recipiente?

Estrategia

Respuesta

Principio de Le Châtelier

Con este tema aprenderás a predecir lo que sucede en un sistema en equilibrio cuando se varía la concentración (o presión) de una de las especies, lo que sucede en un sistema de gases en equilibrio en el que se varía el volumen del recipiente y lo que sucede en un sistema en equilibrio en el que se varía la temperatura.

TEMA 5 El principio de Le Châtelier

Principio de Le Châtelier

El principio de Le Châtelier establece que cuando un sistema en equilibrio es perturbado, éste tenderá a ajustarse de manera tal que anule dicha perturbación.

TEMA 5 El principio de Le Châtelier

Principio de Le Châtelier

"Si se adiciona un reactivo, se consumirá todos los reactivos y se formará productos; si se extrae un reactivo, se consumirá productos para formar reactivos y alcanzar nuevamente el equilibrio".

Se tiene una situación análoga al adicionar o extraer productos.

TEMA 5 El principio de Le Châtelier

Principio de Le Châtelier

"Al disminuir el volumen (y por lo tanto aumentar la presión) a un sistema en equilibrio, éste reaccionará de forma tal que consumirá las especies (reactivos o productos) donde haya más moles de gas y se formará especies (reactivos o productos) donde haya menos moles de gas"

TEMA 5 El principio de Le Châtelier

Principio de Le Châtelier

Efecto del cambio de temperatura:Procesos Endotérmicos: - Si T↑, K↑ (se forma productos) -Si T↓, K↓ (se forma reactivos) Procesos Exotérmicos: - Si T↓, K↑ (se forma productos) -Si T↑, K↓ (se forma reactivos)

Autoevaluación

En este segmento encontrarás varios ejercicios para que puedas autoevaluar tus aprendizajes, te invito a contestarlos y si tienes dudas, puedes devolverte en los contenidos para poder aclararlas... ¡Adelante!

EMPEZAR

Autoevaluación

PREGUNTA 1/5

¿Cuál es la expresión de equilibrio para la siguiente reacción?

Autoevaluación

Correcto

SIGUIENTE

Autoevaluación

PREGUNTA 2/5

Calculá la Kc a cierta temperatura para la reacción:2 N2O(g) + 3 O2(g) ⇋ 2 N2O4(g)Sabiendo que:N2(g) + 1/2 O2(g) ⇋ N2O(g) Kc = 2,7x10-18N2O4(g) ⇋ 2 NO2(g) Kc = 4,6x10-31/2N2(g) + O2(g) ⇋ NO2(g) Kc = 4,1x10-9

1,8x106

5,1x10-29

4,4x10-2

Autoevaluación

Correcto

SIGUIENTE

Autoevaluación

PREGUNTA 3/5

En un recipiente de 250,00 mL se introduce 1,00x10-3 mol de PCl5 y se deja que alcance el equilibrio a 284ºC de acuerdo con la reacción:

Se encuentra que la cantidad de Cl2(g) en el equilibrio es 9,65x10-4 mol. ¿cuál es el valor de Kc a 284ºC para esta reacción?

0,106

0,0283

9,40

Autoevaluación

Correcto

SIGUIENTE

Autoevaluación

PREGUNTA 4/5

¿Qué sucederá si se coloca 0,0205 mol de NO2(g) y 0,750 mol de N2O4(g) en un recipiente de 5,25 L a 25ºC? Considere que en estas condiciones:

El sistema está en equilibrio.

Q < Kc, por lo que se formará más NO2.

Q > Kc, por lo que se formará más N2O4.

Autoevaluación

Correcto

SIGUIENTE

Autoevaluación

PREGUNTA 5/5

¿Qué sucederá si al siguiente sistema endotérmico que se encuentra en equilibrio se le incrementa la temperatura en 100ºC?

No habrá cambio en el sistema.

Se formará más reactivos

Se formará más productos.

Autoevaluación

Correcto

SIGUIENTE

Autoevaluación

RESULTADOS

0/5

2/5

1/5

0 correctas

2 correctas

1 correcta

3/5

5/5

4/5

3 correctas

5 correctas

4 correctas

BIBLIOGRAFÍA

Estas referencias que a continuación te comparto pueden ayudarte a entender mejor el contenido...

01

Brown, T. L.; LeMay Jr., H. E.; Bursten, B. E.; Murphy, C. J.; Woodward, P. M. Química, la ciencia central, 12va ed.; Pearson Eduación: México D. F., 2014

02

Chang, R.; Goldsby, K. A. Química, 12va ed.; Mc Graw Hill Education: México D. F. 2017

03

Whitten, K. W; Davis, R. E.; Peck, M. L; Stanley, G. G. Química, 8va ed.; Cengage Learning: México D. F. 2008

04

McMurry, E. J.; Fay, C. R. Química General, 5ta ed.; Pearson Eduación: México D. F., 2009

05

Petrucci, R. H.; Herring., F. G.; Madura, J. D.; Bissonnette, C. Química General, 10ma ed.; Pearson Eduación: Madrid, 2011

¡Lección finalizada!

Ya puedes ir a las prácticas que he puesto a tu disposición en el aula virtual para asegurarte que aprendiste lo necesario para aprobar el curso. No olvides que si tienes dudas puedes contactarme mediante nuesta aula virtual, por correo electrónico o en Telegram!