Respuestas
Respuesta:
2C (s)+ O2 =2CO(g)+calor Expresa la constante de equilibrio
Explicación:
Equilibrio en las recciones qu´ımicas.
Constante de equilibrio.
Propiedades de las constantes de equilibrio.
Constantes de equilibrio Kc y Kp.
Equilibrio en mezclas heterog´eneas.
Evoluci´on de la reacci´on antes del equilibrio: cociente de reacci´on Q.
Factores que afectan al equilibrio: principio de Le Chatelier.
Variaci´on de la constante de equilibrio con la temperatura: ecuaci´on de
Van’t Hoff
Espontaneidad, energ´ıa libre y equilibrio qu´ımico.
Ejemplos de equilibrios.
(Fundamentos de Qu´ımica, Grado en F´ısica) Equilibrio qu´ımico Enero–Mayo, 2011 1 / 27
Equilibrio en las recciones qu´ımicas.
Equilibrio din´amico.
Presi´on de vapor:
Cuando un l´ıquido se evapora en un recipiente cerrado al cabo de un tiempo
las mol´eculas de vapor se condensan a la misma velocidad que se evaporan
las de l´ıquido. Aunque las m´oleculas siguen pasando de l´ıquido a vapor y
viceversa la presi´on de vapor permanece constante.
Solubilidad:
Cuando un soluto se disuelve llega un momento en el que la velocidad de
disoluci´on del soluto se iguala la de cristalizaci´on del soluto disuelto. La
concentraci´on de soluto disuleto permanence constante, aunque parte del
soluto sigue disolvi´endose y algo del soluto disuelto sigue cristalizando.
Reacci´on qu´ımica:
a A + b B + . . .
c C + d D + . . .
El equilibrio se alcanza cuando se igualan las velocidades de reacci´on en un
sentido y en otro.
(Fundamentos de Qu´ımica, Grado en F´ısica) Equilibrio qu´ımico Enero–Mayo, 2011 2 / 27
Constante de equilibrio.
La reacci´on de formaci´ondel metanol a partir del´oxido de carbono e
hidr´ogeno es un proceso reversible. Mientras se forma metanol:
2 H2(g) + CO(g)−→CH3OH(g)
tambi´en hay parte del metanol que se est´a descomponiendo:
CH3OH(g)−→2 H2(g) + CO(g)
Inicialmente ocurre la reacci´on directa pero en cuanto se forma el
etanol tambi´en empieza a transcurrir la reacci´on opuesta.
Al principio las velocidades de formaci´on y descomposici´on var´ıan
hasta que a una determinada composici´on del sistema ambas
velocidades se igualan. Los componentes del sistema alcanzan un
equilibrio din´amico en el que sus concentraciones permanencen
constantes.
Esto se expresa con la doble barra de reacci´on :
2 H2(g) + CO(g)
CH3OH(g)
Las concentraciones que cada compuesto alcanza en el equilibrio
dependen de muchos factores, entre ellas las concentraciones iniciales.
(Fundamentos de Qu´ımica, Grado en F´ısica) Equilibrio qu´ımico Enero–Mayo, 2011 3 / 27
Constante de equilibrio.
Las concentraciones en el equilibrio de los compuestos no son nulas y
var´ıan en funci´on de sus valores iniciales.
Ajuste emp´ıricos conducen a que las concentraciones en equilibrio
cumplen con la regla de: Keq =
[CH3OH]
[H2]
2 [CO]
= 14,2
Keq var´ıa en funci´on de la temperatura y presi´on. Permite conocer las
concentraciones de cada sustancia en el equilibrio.
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Constante de equilibrio.
Por ejemplo si se sabe que: [CH3OH] = 1,56 M y [CO] = 1,03 M
entonces la concentraci´on de H2 es la que cumple:
Keq =
[CH3OH]
[H2]
2 [CO]
= 14,2 = 1,56
[H2]
2 1,03
⇒ [H2] = 0,322 M
En los tres casos el tiempo empleado para alcanzar el equilibrio es
distinto (cin´etica).
(Fundamentos de Qu´ımica, Grado en F´ısica) Equilibrio qu´ımico Enero–Mayo, 2011 5 / 27
Constante de equilibrio.
En la expresion rigurosa de la constante de equilibrio se usan las
actividades de los compuestos y no las concentraciones.
Para una reacci´on gen´erica:
a A + b B + . . .
c C + d D + . . .
la constante de equilibrio tiene la forma (con Keq adimensional):
Keq =
aA
a aB
b
. . .
aC
c aD
d . . .
Si A,B,C y D son compuestos disueltos en agua tendremos:
Keq =
[A/c0]
a
[B/c0]
b
. . .
[C/c0]
c
[D/c0]
d
donde los c0 son las unidades de la
concentraci´on (moles/litro).
Si A es un s´olido, B es un gas, C es un compuesto disuelto en agua y