Analítica-Consultas

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FACTORES QUE AFECTAN AL EQUILIBRIO

Efectos de la presión sobre los equilibrios

Las variaciones de presión sólo afectan a los equilibrios en los que intervienen algún gas y cuando hay variaciones de volumen en la reacción. En la reacción de formación del amoniaco, hay cuatro moles en el primer miembro y dos en el segundo; por tanto, hay una disminución de volumen de izquierda a derecha:

N₂ (g) + 3 H₂ (g) Û 2 NH₃ (g)

Si disminuimos el volumen del sistema el efecto inmediato es el aumento de la concentración de las especies gaseosas y, por tanto, de la presión en el recipiente. Dicho aumento se compensa parcialmente si parte del N2 y del H2 se combinan dando NH3, pues así se reduce el número total de moles gaseosos y, consecuentemente, la presión total. El equilibrio se desplaza hacia la derecha. Si aumentamos el volumen ocurrirá todo lo contrario.

  2PbS(s)+3O2(g)⇌PbO(s)+2SO2(g)

Al considerar solo las moléculas gaseosa nos damos cuenta que hay 3 moles de reactivos gaseosos y 2 moles de productos gaseosos, por lo tanto la reacción neta se desplazara hacia los productos hacia la derecha cuando aumenta la presión.

 PCl5(g)⇌PCl3(g)+Cl2(g)

El número de moles de productos es 2 y de los reactivos es 1, por lo tanto la reacción neta se desplazara hacia la izquierda es decir hacia los reactivos.

H₂(g)+CO₂(g)⇌H₂O(g)+CO(g)

El número de moles de productos es igual al número de moles de los reactivos, de manera que el cambio de presión no tiene efecto sobre el equilibrio.

Efectos de la concentración en los equilibrios

Consideremos el siguiente equilibrio químico:

CO(g) + Cl₂(g) Û COCl₂(g)

Para el que, a una cierta temperatura, se tiene:

Kc=[COCl₂]eq1/([CO]eq1*[Cl₂]eq1)=5

Si se añade más cloro al sistema, inmediatamente después de la adición tenemos:

[Cl₂]>[Cl₂]eq1 [CO]=[CO]eq1            [COCl₂]=[COCl₂]eq1

Entonces:

([COCl₂])/([CO]*[Cl₂])<5

Por tanto, el sistema no se encuentra en equilibrio. Para restablecer el equilibrio debe aumentar el numerador y disminuir el denominador. Es decir, el sistema debe de evolucionar hacia la formación del COCl2 (hacia la derecha).

Si disminuimos las concentraciones de CO, de Cl2 o de ambas, el equilibrio se desplaza hacia la izquierda, ya que tiene que disminuir el numerador.

Un aumento de la concentración de los reactivos, o una disminución de los productos hace que la reacción se desplace hacia la derecha. En cambio, una disminución de la concentración de los reactivos, o un aumento de la concentración de los productos, hacen que la reacción se desplace hacia la izquierda.

Efectos de la temperatura sobre las constantes de equilibrio

Los cambios de concentración, presión o volumen, pueden alterar la posición de equilibrio, pero no modifican el valor de la constante de equilibrio, esta solo se altera con los cambios de temperatura.

Proceso endotérmico

N₂O₄(g)⟶2NO₂(g)   ∆H°=58.0kJ

Proceso exotérmico

2NO₂(g)⟶N₂O₄  ∆H°=-58.0kJ

Equilibrio

N₂O₄(g)⇌2NO₂(g)

Se calienta a volumen constante ya que un proceso endotérmico absorbe calor de los alrededores, el calentamiento favorece a la disociación de N2O4 en moléculas de NO2, la constante de equilibrio seria la siguiente

Kc=[NO₂]^2/([N₂O₄])

Si en una reacción exotérmica aumentamos la temperatura cuando se haya alcanzado el equilibrio químico, la reacción dejará de estar en equilibrio y tendrá lugar un desplazamiento del equilibrio hacia la izquierda (en el sentido en el que se absorbe calor). Es decir, parte de los productos de reacción se van a transformar en reactivos hasta que se alcance de nuevo el equilibrio químico. Si la reacción es endotérmica ocurrirá lo contrario.