Documento 381579

EJERCITO NACIONAL
LICEOS DEL EJÉRCITO
SESION 2
LABORATORIO DE QUÍMICA
GRADOS UNDECIMO
EQUILIBRIO QUÍMICO
LOGRO
Identificar los aspectos que alteran las condiciones de equilibrio de un proceso químico
EQUILIBRIO QUÍMICO Y PRINCIPIO DE LECHATELIER
FUNDAMENTO TEÓRICO
Al presentarse una transformación física o química, podemos analizar la posibilidad de re
reversibilidad del proceso, es decir, el hecho de que la reacción sea factible tanto en sentido directo
(de reactivos a productos) como en sentido inverso (de productos a reactivos). Evaluemos el caso
de un cambio de estado o transformación física, cuando el agua pasa de estado líquido a gaseoso, a
temperatura diferente del punto de ebullición (100°C, 1 atm.) y en un sistema cerrado, en el que se
permite el intercambio de calor entre el sistema de estudio y su entorno, pero no se permite el
intercambio de materia. Es lógico que a temperatura ambiente, se logre un equilibrio dinámico entre
las moléculas de la superficie que pasan al estado gaseoso y las moléculas gaseosas del entorno,
que pasan al estado líquido. Al incrementar la temperatura, se incrementa la presión de vapor y por
tanto el equilibrio favorece el pasa de líquido a gas en comparación con el sistema inicial (lo
contrario se observa si se disminuye la temperatura), y con el tiempo se logra un nuevo equilibrio.
Es factible cambiar las condiciones de un sistema y variar incluso el sentido de la reacción. Estas
condiciones dependen del sistema objeto del estudio y son en general cambio en la temperatura, la
presión, el volumen, las concentraciones de reactivos y productos, y otros agentes como solvente y
catalizadores. El equilibrio, solo puede ser alcanzado por procesos que sean “reversibles”. En el
ejemplo anterior, las moléculas gaseosas pueden pasar al estado líquido y el proceso contrario, el
paso de las moléculas líquidas al estado gaseoso, también es factible, así que se trata de un
proceso reversible.
Si se considera una reacción química reversible, en la que el reactivo R se transforma en el producto
P (R = P). Este proceso solo alcanzará el equilibrio cuando todas las fuerzas que actúan sobre él,
estén balanceadas, lo cual se verifica cuando la velocidad de transformación o desaparición del
reactivo R es igual a la velocidad de transformación o aparición del producto P, esto es “la velocidad
en sentido directo y sentido inverso se iguala en el equilibrio”. Lo anterior puede ser representado a
través de una ecuación de equilibrio para unas condiciones de presión y temperatura dadas:
Keq = P
R
Donde Keq es la constante de equilibrio, P la concentración de los productos y R la concentración
de los reactivos.
Al cambiar posteriormente las condiciones del sistema, éste tiende a buscar el balance de sus
fuerzas y restablece un equilibrio conservando su Keq; el valor de Keq será diferente del primero si
se modifican las condiciones de temperatura.
Si se considera una reacción química reversible , en la que el reactivo R se transforma en el
producto P ( R =
P). Este proceso solo alcanzará el equilibrio cuando todas las fuerzas que
actúan sobre él, estén balanceadas, lo cual se verifica cuando la velocidad de transformación o
desaparición del reactivo R es igual a la velocidad de transformación o aparición del producto P, esto
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EQUILIBRIO QUÍMICO
es “la velocidad en sentido directo y sentido inverso se iguala en el equilibrio”. Lo anterior puede ser
representado a través de una ecuación de equilibrio para unas condiciones de presión y temperatura
dadas:
Keq = P
R
Donde Keq es la constante de equilibrio, P la concentración de los productos y R la concentración
de los reactivos.
Al cambiar posteriormente las condiciones del sistema, éste tiende a buscar el balance de sus
fuerzas y restablece un equilibrio conservando su Keq; el valor de Keq será diferente del primero si
se modifican las condiciones de temperatura.
Si se considera una reacción química reversible, en la que el reactivo R se transforma en el producto
P ( R = P). Este proceso solo alcanzará el equilibrio cuando todas las fuerzas que actúan sobre
él, estén balanceadas, lo cual se verifica cuando la velocidad de transformación o desaparición del
reactivo R es igual a la velocidad de transformación o aparición del producto P, esto es “la velocidad
en sentido directo y sentido inverso se iguala en el equilibrio”. Lo anterior puede ser representado a
través de una ecuación de equilibrio para unas condiciones de presión y temperatura dadas:
Keq = P
R
donde Keq es la constante de equilibrio, P la concentración de los productos y R la concentración
de los reactivos.
Al cambiar posteriormente las condiciones del sistema, éste tiende a buscar el balance de sus
fuerzas y restablece un equilibrio conservando su Keq; el valor de Keq será diferente del primero si
se modifican las condiciones de temperatura.
Principio de Le Chatelier: “Cuando un agente externo provoca un cambio que rompe el equilibrio de
un sistema, se produce una respuesta contra la causa que lo alteró, con el objetivo de restablecer
bajo las nuevas condiciones, un equilibrio”
PROCEDIMIENTO
1. Análisis de equilibrio con indicadores. Tomara un tubo de ensayo, adicionar 5 ml de agua y unas
gotas de indicador (Fenolftaleína). Observar color y registrar.
Adicionar unas gotas de NaOH (1M). Agrega posteriormente gotas de HCl (1M). Repetir el
procedimiento y discutir lo observado.
2. Equilibrio cromato de potasio-dicromato de potasio. En un tubo de ensayo con 2 ml de una
solución de K2CrO4 (1 M), adicionar 5 gotas de HCl (1M) y posteriormente 5 gotas de NaOH (1
M) . Discutir sus observaciones.
3. En un tubo de ensayo con 5 ml de agua adicionar CaCO3 sólido. Agrega lentamente y con
agitación HCl (1 M) hasta que el precipitado desaparezca. Escribe conclusiones.
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SESION 2
ANÁLISIS DE RESULTADOS.
1. ¿Cómo puede alterar un catalizador el equilibrio químico?
2. Considere el siguiente sistema en equilibrio en fase gaseosa:
N2
+
3H2
=
2 NH3
+
22 Kcal
La reacción en sentido directo es exotérmica y en sentido inverso endotérmica. ¿Qué pasa si se
aumenta la temperatura?
Manual de Prácticas de Química General. Universidad Nacional de Colombia. Medellín.