martes, 26 de abril de 2011

EQUILIBRIO QUIMICO

objetivo:

el objetivo principal de este blog es brindar ayuda y apoyo a los estudiantes de una manera dinamica para un mejor aprendizaje de los temas.

EQUILIBRIO QUIMICO

El equilibrio quimico es el estado alcanzado en una reacción reversible en que la velocidad de la reaccion a la derecha, es igual a la velocidad de la reaccion a la izquierda.

Una reacción reversible es aquella en que los productos de la reacción interactuan entre sí y forman nuevamente los reaccionantes.

aA + bB ↔ cC + dD

Figura 1: Concepto de equilibrio quimico

LA CONSTANTE DE EQUILIBRIO  

En un reacción dada, experimentalmente se puede determinar una ecuacion de velocidad, que incluye una constante K y las concentraciones de los reactivos elevadas a ciertos exponentes.

ley de acción de masas:

La constante de equilibrio equivale al producto de las concentraciones de las sustacias formadas en una reacción química reversible en la que se ha alcanzado el equilibrio "productos", dividido ente el producto de las concentraciones de las sustancias que reaccionan "reactantes", elevada cada una a un exponente igual al coeficiente que procede a su respectiva fórmula en la ecuación quimica ajustada. La constante cambia con la temperatura; sin embargo para una temperatura determinada, ese valor siempre es el mismo, ya que una vez establecido el equilibrio, las concentraciones de los reactivo y de los productos se mantiene constantes.
Entonces para esta ecuación:
A2 + B2 ↔ 2 AB
  
L a constante de equilibrio será:

La magnitud K mide el grado en que se produce una reacción, asi:

  • Cuando K > 1 indica que en el equilibrio la mayoría de los reactivos se convierten en productos.
  • Cuando K se aproxima a 1 entonces hay mezcña de reacctivos y productos con concentraciones apreciables
  • Cuando K se aproxima a infinito (es grande), en el equilibrio prácticamente solo existen los productos.
  • Cuando K < 1, indica que cuando se establece el equilibrio, la mayoría de los reactivos quedan sin reaccionar, formándose solo pequeñas cantidades de producto

ejercicios propuestos

1 - Dada la reacción de descomposición del pentacloruro de fósforo para dar tricloruro de fósforo y cloro, en fase gaseosa de la cual se conocen los valores de su constante de equilibrio a dos temperaturas K=0’10 (a T=500 K) y K’ = 38 (a T=825 K), explique, a partir de la expresión de la constante de equilibrio:

PCl5 ⇔ PCl3 + Cl 2

a) En que sentido se desplazara el equilibrio cuando se aumenta la temperatura.

Solución.

Al aumentar la temperatura aumenta la constante, es decir aumenta el cociente de reacción

Reactivos
Productos

aumentando las concentraciones de los productos y disminuyendo la de los reactivos, por lo
tanto la reacción se desplaza a la derecha(aumentan productos y disminuyen reactivos).

b) Si la reacción de descomposición del pentacloruro es exotérmica o endotérmica.
Solución.

Si al aumentar la temperatura el equilibrio se desplaza a la derecha eso quiere decir que el término de
calor en la ecuación termoquímica se encuentra a la izquierda.

Reacción + Q⇔ Productos
luego la reacción es endotérmica.

2 - Indique como influye cada uno de los siguientes cambios sobre la concentración de hidrógeno, en equilibrio:

H2(g) + CO2(g) ↔ H2O(g) + CO(g) ΔH< 0

a) La adición de CO2.

Solución.
Al aumentar la concentración de CO2 (reactivo), el equilibrio se recupera aumentando la concentración de productos, lo cual supone un desplazamiento hacia la derecha del equilibrio, disminuyendo la concentración de H2.

b) La adición de H2O

Solución.
Exactamente el contrario. Si aumentamos la concentración de un producto, el sistema evoluciona hacia reactivos, aumentando la concentración de H2.

c) La presencia de un catalizador

Solución.
Los catalizadores no modifican el equilibrio, solo la velocidad de reacción, mediante una modificación de la energía de activación del proceso, por lo tanto la concentración de equilibrio de H2 no varía.

d) El aumento de temperatura

Solución.
Por ser una reacción exotérmica AH < 0 , el calor se desprende. Si se aumenta la temperatura el
equilibrio se desplaza hacia la izquierda para producir menos calor y contrarrestar el aumento de
temperatura. Al desplazarse hacia la izquierda la concentración de H2 aumenta.

en el siguiente link pueden encontrar problemas aserca de equilibrio quimico: http://www.clasesdeapoyo.com/documents/search/2956




Uno de los casos más habituales de equilibrio químico en disolución es el que se produce entre ácidos y bases en disolución acuosa. Históricamente, existen varias teorías o definiciones para los ácidos y las bases


Svante August Arrhenius:














·         Acido: Sustancia que en disolución acuosa cede protones

AH + H2O →  A+ H3O+

·         Base: Sustancia que cede grupos hidroxilo al agua

BOH + H2O →  B+ + OH


Brönsted-Lowry:












Johannes Nicolaus Brönsted              Thomas Martin Lowry


·         Acido: Sustancia capaz de ceder protones.
·         Base: Sustancia capaz de aceptar protones.


La definición de Brönsted y Lowry introduce el concepto de ácidos y bases conjugados y también es válida para disoluciones no acuosas.
ácido (Ι) + base (ΙΙ) →  ácido (ΙΙ) + base (Ι)
a continuacion se definira a traves de un video ilustrativo, una sustancia basica y una sustancia acida.

 
el video anterior fue obtenido de la pagina web http://www.youtube.com/watch?v=fvR8AXAVlps&feature=related

otro video alusivo al tema es el impartido por Luz Maria Ortiz Cortes



este video se puede encontrar en la siguiente pagina web http://www.youtube.com/watch?v=mdOksvzdV9o

Si buscan informacion aserca de la constante de disociación acida pueden buscar información en la siguiente pagina http://es.wikipedia.org/wiki/Constante_de_disociaci%C3%B3n_%C3%A1cida

Autoionizacion del agua

De acuerdo con la definición de Brönsted y Lowry, el agua es una sustancia anfótera que puede comportarse como ácido y como base. Por tanto, en el agua líquida pura y en disoluciones acuosas se produce un proceso de autoionización del agua

H2O  +  H2O  → H3O+  +  OH
  ácido(Ι)    base(ΙΙ)     ácido(ΙΙ)     base(Ι)

Las medidas experimentales indican que sólo una fracción de las moléculas de agua están ionizadas, por lo que se puede escribir una constante de equilibrio para el proceso de autoionización como

Los datos experimentales de conductividades permiten establecer que el producto iónico del agua y las concentraciones de iones en disolución son


Como complemento de toda la información anteriormente expuesta pueden visitar la siguiente página, en la cual encontraran un articulo cientifico.


el tema que faltaria introducir seria el concepto de pH, en el siguiente video habra una explicacion detallada con respectivos ejemplos aserca de la escala de pH, impartido por Luz Maria Ortiz Cortes.
 

el anterior video se puede encontrar en la pagina web http://www.youtube.com/watch?v=gtNop0zPSAE

a continuacion mostraremos unas tablas con la escala de pH y algunos ejemplos caracteristicos.


las tablas anteriormente expuestas se consiguieron en la pagina http://www.monografias.com/trabajos14/escalaph/escalaph.shtml

toda la informacion anteriormente expuesta , se representara en forma de cuadros esquematicos gracias al pdf proporcionado en la red de yahoo.es respuestas en linea. Los esquemas demostrativos, pueden encontrarse con información adicional al equilibrio químico en el siguiente documento pdf.









como complemento a toda la información, en el siguiente documento pdf pueden obtener una teoría bien formulada, con problemas y  profundidad en el tema, esto impartido por la licenciada Ana maria Martin.

AUTORES:

ALEXANDRA BOHORQUEZ PORRAS
ANDRES MAURICIO ROJAS MANTILLA

estudiantes de quimica de tratamiento de aguas de la universidad FRANCISCO DE PAULA SANTANDER, de cucuta colombia.
BIBLIOGRAFIA

ULTIMA REVICION JUEVES 16 DE JUNIO DEL 2011.

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