Balance de reacciones químicas

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Innumerables reacciones que ocurren en nuestra vida diaria son irreversibles, es decir, los reactivos se reordenan para formar productos y la reacción ocurre en una dirección. La reacción de glucosa y oxígeno que produce agua y dióxido de carbono es un ejemplo de reacción irreversible.

C6H12LOS6 -> CO2 + H2LOS

Sin embargo, algunas reacciones químicas no adoptan el mismo comportamiento, por lo que se denominan reversibles. En este caso, no solo hay una reacción que ocurre en una dirección, sino dos reacciones que ocurren simultáneamente, donde los reactivos originan productos por reacción directa y los productos originan reactivos por reacción inversa.

Las reacciones directas e inversas ocurren a diferentes velocidades, pero tienden a coincidir. Cuando las velocidades de las reacciones directa e inversa se igualan y, por lo tanto, las concentraciones de todas las sustancias en la reacción permanecen constantes, se dice que la reacción ha alcanzado su equilibrio químico. Vea:

Observe en el gráfico que, en el tiempo t, la concentración de reactivos y productos se ha vuelto constante, lo que indica que la reacción está en equilibrio químico.

Cuando una reacción reversible alcanza el equilibrio químico, la proporción de productos y reactivos es constante (lo que no significa necesariamente que esto ocurra en una proporción de 1: 1), lo que se denomina constante de equilibrio. La constante de equilibrio se puede expresar en términos de concentraciones en mol / L (Kc), en las que no entran sólidos, o en términos de presión parcial (Kp), en las que solo participan los gases.

A través del valor constante de equilibrio, es posible obtener la relación de reactivos y productos, así, si Kc o Kp son iguales a 1, la concentración de reactivos y productos es igual, si es mayor a 1, la concentración de productos es mayor que los reactivos (reacción de alto rendimiento), y finalmente, si es menor de 1, la concentración de los reactivos es mayor que la de los productos (bajo rendimiento de reacción).

El saldo se puede clasificar en homogéneo y heterogéneo. El equilibrio homogéneo se produce cuando todos los reactivos y productos están en el mismo estado, ya sea líquido, sólido, gaseoso o acuoso. Lo heterogéneo, por el contrario, ocurre cuando hay sustancias en diferentes estados.

El grado de equilibrio se determina dividiendo la cantidad de reactivo consumido por la cantidad inicial del mismo reactivo. Este grado varía según la temperatura y la concentración, y en los casos en los que hay gases en la reacción, la presión también es un factor de variación.

Observaciones relevantes:

  • La mayoría de las reacciones químicas son reversibles, al contrario de lo que se imagina.
  • Una vez que se alcanza el equilibrio, las propiedades macroscópicas (color, volumen) del sistema en equilibrio ya no se alteran.
  • En reacciones donde hay sustancias gaseosas, el equilibrio químico solo se logrará si el sistema está cerrado.

Referencias
http://web.ccead.puc-rio.br/condigital/mvsl/Sala%20de%20Leitura/conteudos/SL_equilibrio_quimico.pdf
http://www.profpc.com.br/equil%C3%ADbrio_qu%C3%ADmico.htm
http://educar.sc.usp.br/quimapoio/equil.html