Equilibrio químico

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LOS equilibrio químico es un fenómeno que ocurre en reacciones reversibles. Una reacción reversible es aquella que puede ocurrir en cualquier sentido de reacción. Independientemente del tiempo de reacción cuando se alcanza el equilibrio químico de una reacción, la conversión de productos en reactivos nunca será completa. Podemos decir que el equilibrio químico se alcanzó cuando las concentraciones de todas las sustancias participantes permanecen constantes y cuando la velocidad de la reacción directa y la reacción inversa son iguales. A esto lo llamamos equilibrio dinámico porque las reacciones ocurren continuamente.

Para calcular la constante de equilibrio de una reacción química, necesitamos tener la reacción química escrita para aplicar la siguiente fórmula:

Reacción: aA + bB ↔ cC + dD

Para la reacción de gas hidrógeno con yodo para formar ácido yodhídrico tenemos la siguiente constante como se describe a continuación:

H2 + Yo2 ↔ 2 HI

Kc = [HI]2 / ([H2] X [I2])

Cuando conocemos el valor de estas concentraciones podemos sustituir en la fórmula y obtener el valor de la constante. A continuación podemos analizar la gráfica de una reacción que alcanzó el estado de equilibrio:

En este gráfico podemos ver que el equilibrio químico se establece mediante una relación entre concentración y tiempo. Hasta el Te tenemos la concentración de los reactivos reduciéndose y la concentración de los productos aumentando de manera que desde el punto Te se alcanza el equilibrio químico y luego las concentraciones comienzan a representarse por una línea recta, es decir, constante.

Principio de Le Chatelier

Este principio establece que cuando un sistema en equilibrio está sujeto a algún efecto, como un cambio de temperatura, el equilibrio se desplaza hacia un lado para minimizar ese efecto.

Por ejemplo, cuando hay un aumento en la concentración de reactivos, el equilibrio se desplaza hacia el lado de los productos, pero cuando ocurre lo contrario, el equilibrio se desplaza hacia los reactivos. Cuando hay un aumento de temperatura, el equilibrio se desplaza para favorecer una reacción endotérmica y cuando la temperatura se reduce, el equilibrio se desplaza a favor de una reacción exotérmica. En el caso de variación en la presión, cuando aumenta el equilibrio se desplaza hacia el lado que contiene el menor número de moléculas y si disminuye, el equilibrio se desplaza hacia el lado con el mayor número de moléculas formadas. En el caso del uso de un catalizador o inhibidor, no hay cambios en el equilibrio.

Un ejemplo de equilibrio químico aplicado a la vida cotidiana es el de una botella de refresco. En una botella de refresco, dióxido de carbono (H2CO3), que se descompone en agua y dióxido de carbono. Esta reacción está en equilibrio, a medida que se produce la descomposición, también lo hace la formación de ácido carbónico. Cuando se abre la botella, la presión interna en la botella disminuye de modo que la disminución de presión favorece la descomposición del ácido carbónico, provocando que la botella libere el gas.

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Referencias:

Revise Wise, Chemistry, Jim McCarthy y Terence White

QUÍMICA: HOMBRE Y NATURALEZA: QUÍMICA FÍSICA, Geraldo Jose Covre