Investigación 1 - Segundo Parcial

             Efectos de la presión sobre los equilibrios

Para hablar de afectar de presión en el equilibrio, por lo menos una de las materias deben estar en fase gaseosa. En otras palabras, en una reacción consistente en líquidos acuosos, o sólido no hay afectar de presión en el equilibrio de este sistema.

Si uno de los asuntos en un recipiente a temperatura y presión constante se quita o se añade, la presión de los cambios en el sistema. Sin embargo, el cambio en la concentración se toma en consideración no presión.

La temperatura puede ser cambiada bajo volumen constante. En esta situación, incluso si los cambios de presión, tenemos en cuenta los cambios en la temperatura, mientras que la búsqueda constante de equilibrio.

En las reacciones de gas, si no hay cambio en el número de moles, entonces la presión no tienen efecto sobre el equilibrio.

Ejemplo # 1: Considérese el efecto de triplicar la presión en el siguiente equilibrio:

Al existir dos volúmenes de gas del lado de los productos, implica que hay una mayor cantidad de moléculas de NO2 y al aumentar la presión se favorece un mayor número de colisiones entre moléculas en el lado de los productos, por lo que el equilibrio se desplaza hacia la izquierda.

Ejemplo # 2: Tres contenedor dado a continuación están en equilibrio con las reacciones dadas.

Si los volúmenes de ellos disminuyeron desde el punto I y II, en la que encontrar equilibrio contenedor se desplaza hacia la derecha.

En primer contenedor, no hay cambio en el número de moles. Así, la presión no afecta esta reacción.

En segundo recipiente, no hay cambio en el número total de moles. Pero, en estas reacciones moles de gas en esta reacción disminuye. Así, el equilibrio se desplaza hacia la derecha.
Como se puede ver en la reacción, el número de moles de descensos. Por lo tanto el equilibrio se desplaza hacia la derecha.

Ejemplo # 3: Una mezcla gaseosa constituida inicialmente por 3,5 moles de hidrógeno y 2,5 de yodo, se calienta a 400ºC con lo que al alcanzar el equilibrio se obtienen 4.5 moles de HI, siendo el volumen del recipiente de reacción de 10 litros. Calcule: a) El valor de las constantes de equilibrio Kc y  Kp; b) La concentración de los compuestos si el volumen se reduce a la mitad manteniendo constante la temperatura a 400ºC.

b)  En este caso, el volumen no influye en el equilibrio, pues al haber el mismo nº de moles de reactivos y productos, se eliminan todas las "V" en la expresión de KC.

Por tanto, las concentraciones de reactivos y productos, simplemente se duplican:

         Efectos de la temperatura sobre constantes de equilibrio

Es la única variable que, además de influir en el equilibrio, modifica el valor de su constante.

Si una vez alcanzado el equilibrio se aumenta la temperatura, el sistema se opone a ese aumento de energía calorífica desplazándose en el sentido que absorba calor; es decir, hacia el sentido que marca la reacción endotérmica.

Aquí debemos recordar que en las reacciones químicas existen dos tipos de variación con la temperatura:

Ø  Exotérmica: aquella que libera o desprende calor.

Ø  Endotérmica: aquella que absorbe el calor.

Es importante hacer notar que a bajas temperaturas, la reacción requiere más tiempo, debido a que bajas temperaturas reducen la movilidad de las partículas involucradas. Para contrarrestar este efecto se utiliza un catalizador para acelerar la reacción.

Respecto a los catalizadores, se ha determinado que estos no tienen ningún efecto sobre la concentración de los reaccionantes y de los productos en equilibrio. Esto se debe a que si un catalizador acelera la reacción directa también hace lo mismo con la reacción inversa, de modo que si ambas reacciones se aceleran en la misma proporción, no se produce ninguna alteración del equilibrio.

Ejemplo # 1:

H₂(g) + I₂(g) ↔ 2HI(g) + Calor

La reacción es exotérmica dada anteriormente. Para mantener la temperatura de equilibrio debe ser constante. Si el calor se da al sistema, según el sistema de principio de Le Chatelier quiere disminuir esta temperatura y desplazamiento del equilibrio hacia la izquierda o la derecha. Constante de equilibrio de esta reacción.

Kc=[HI]²/([I₂].[H₂])

En una reacción endotérmica, aumentando el equilibrio térmico del giro a la derecha y el equilibrio de los aumentos constantes.
En una reacción endotérmica; aumentar el equilibrio térmico del giro a la izquierda y el equilibrio disminuciones constantes.

Ejemplo # 2: Al producirse la elevación de la temperatura se ve favorecida la reacción directa (), porque absorbe calor, ésta es una reacción endotérmica, donde el equilibrio se desplaza para favorecer la formación de más productos.

Reacción endotérmica

Ejemplo # 3: ¿Hacia dónde se desplazará el equilibrio al: a) disminuir la presión? b) aumentar la temperatura?

H2O(g) + C(s) ? CO(g) + H2(g) (?H > 0)

Hay que tener en cuenta que las concentraciones de los sólidos ya están incluidas en la KC por ser constantes.

a) Al bajar "p" el equilibrio se desplaza hacia la derecha (donde más moles de gases hay: 1 de CO + 1 de H2 frente a 1 sólo de H2O)

b) Al subir "T" el equilibrio también se desplaza hacia la derecha (donde se consume calor por ser la reacción endotérmica).

Efectos de las concentraciones sobre el equilibrio

Adición o eliminación de las cosas en equilibrio de la reacción efecto. Por ejemplo, los productos de adición de reactivos o la eliminación de aumentar el rendimiento del producto. Por el contrario, la adición de productos o la eliminación de sustancias reaccionantes aumentar el rendimiento de los reactivos. Yo otras palabras, en equilibrio primera situación se desplaza hacia la derecha y en equilibrio segunda situación se desplaza hacia la izquierda.

Ejemplo # 1:

H₂(g) + I₂(g) ↔ 2HI(g)

Si se añade gas H₂ en el recipiente, el equilibrio se desplaza hacia la derecha y el sistema de disminuir la concentración de H₂.

Ejemplo # 2: Si en una reacción N2 + 3H2   2 NH3 aumenta la concentración del N2, el equilibrio se desplaza hacia la derecha para favorecer los productos. Lo mismo ocurre si se incrementa la concentración de H2. Después de cierto tiempo se alcanza un nuevo estado de equilibrio de acuerdo a las nuevas concentraciones.

Ejemplo # 3: En el equilibrio anterior: PCl5(g) ? PCl3(g) + Cl2(g) ya sabemos que, partiendo de 2 moles de PCl5(g) en un volumen de 5 litros, el equilibrio se conseguía con 1,45 moles de PCl5, 0,55 moles de PCl3 y 0,55 moles de Cl2 ¿cuántos moles habrá en el nuevo equilibrio si una vez alcanzado el primero añadimos 1 mol de Cl2 al matraz? (Kc = 0,042)

Bibliografía

Equilibrio Químico. (9 de 6 de 2015). Recuperado el 20 de 7 de 2016, de http://www.guatequimica.com/tutoriales/cinetica/Conceptos_Basicos.htm#t=Factores_que_afectan_el_equilibrio_quimico.htm

Profesor en línea. (3 de 9 de 2015). Recuperado el 20 de 7 de 2016, de http://www.profesorenlinea.cl/Quimica/Equilibrio_quimico.html