Modificación del Estado de Equilibrio

El principio de Le Châtelier dice que “cuando un sistema en equilibrio es perturbado desde el exterior modificando sus condiciones de concentración, presión, volumen o temperatura, se desplazará en aquel sentido que tienda a contrarrestar dicha perturbación.”

Modificación de la Concentración

Si se añaden reactivos, según el principio de Le Chatelier, el cociente de reacción disminuye, por lo que el sistema evoluciona de manera que dicho cociente aumente, es decir, la reacción se desplazará hacia la derecha favoreciéndose la formación de productos. Si se añaden productos, el sistema para contrarrestarlo, evoluciona hacia la izquierda, en el sentido de formación de reactivos, de tal manera q la reacción neta consume la sustancia añadida.

Modificación de la Presión

El cambio de presión no afecta ni a sólidos ni a líquidos ya que no se pueden comprimir, tan sólo afecta a aquellos equilibrios en los que se ven implicadas sustancias gaseosas. Cuando desde el exterior se aumenta la presión del sistema, por disminución de volumen, el equilibrio se desplaza hacia el sentido donde sea menor el número de moles, para así contrarrestar la perturbación externa. Si provocamos una disminución de presión, el sistema buscará un aumento de la misma, desplazándose en el sentido donde haya un mayor número de  partículas.

Si en la reacción no se produce una variación del nº de moles de sustancias gaseosas, el equilibrio no se ve afectado por la variación de presión.

Si el volumen del recipiente no varía, aumenta la presión en el interior del mismo, pero al no poder variar ni las concentraciones ni las presiones parciales de los gases, el equilibrio no varía.

Si el volumen del recipiente varía, las concentraciones disminuyen, desplazándose el equilibrio hacia la izquierda.

Modificación de la Temperatura

Si la reacción es exotérmica, la reacción desprende energía, si aumentamos la temperatura calentando el recipiente a presión y volumen constante, se modifica el equilibrio del tal forma que el sistema absorberá energía favoreciendo el proceso endotérmico, desplazándose el equilibrio hacia la izquierda.  Si el proceso es endotérmico, un aumento de Tª, lo refuerza, si disminuimos la temperatura provocaremos que la reacción evolucione hacia la derecha, favoreciendo al proceso exotérmico.

Valencias

1-Li, Na, K (potasio) Rb, Cs, Ag, NH4

2-Be, Mg,Ca,Sr,Ba,Zn, Cd 

1,2-Cu, Hg.

3-Al

1,3-Au

2,3-Fe,Co,Ni

2,4-Pt,Pb (plomo),Sn (estaño), Ir

2,3,6-Cr

2,3,4,6,7-Mn

1-H,F.

1,3,5,7-Cl,Br, I

2-O,

2,4,6-S,Se,Te (telurio).

1,3,5-N

3,5-P (fosforo),As (arsénico),Sb(antimonio)

3-B

2,4-C,Si  

CASOS ESPECIALES:P y As

: HPO2:ac metafosforoso. H4P25: ac pirofosforoso H3PO3:ac fosforoso HPO3: ac metafosfórico H4P2O7:ac pirofosforico H3PO4:ac fosforico Cr:

H2CrO4:ac cromico H2Cr2O7:ac dicrómico Mn:

H2MnO3: ac manganoso H2MnO4: ac manganico HMnO4: ac permanganico B:

HBO2:ac metaborico H3BO3:ac borico H2B4O7:ac tetraborico DIATOMICOS:

H2,F2,Cl2,Br2,I2,O2,N2    4 val: 1)-hipo-oso 2)-oso 3)-ico -4)per-ico  3 val: 1)hipo-oso  2)-oso 3)-ico 2 val:1) -oso (-ito) 2)-ico (-ato)

Factores que Afectan a la Velocidad de Reacción

– Naturaleza de los Reactivos

La creación y destrucción de enlaces covalente hace que la reacción transcurra a menor velocidad. En reacciones homogéneas, donde todos las sustancias están en la misma fase (gaseosa o disolución, normalmente) la velocidad de reacción es alta. Si la reacción es heterogénea, sustancias participantes en distinto fase, la velocidad depende del grado de contacto entre las superficies de las fases. Cuando interviene un reactivo sólido, la velocidad de reacción aumenta al aumentar el grado de pulverización del reactivo porque aumenta la superficie de contacto.

– La Temperatura de Reacción

Al elevar la Tª de una reacción, la velocidad de reacción aumenta. Arrhenius demostró una dependencia de la constante cinética, K, con la temperatura: K= A·e-cte/T

– Catalizadores

: Son sustancias que aumentan considerablemente la velocidad de reacción recuperándose al final del proceso. Los catalizadores rebajan la energía de activación y aumenta la velocidad de reacción. La presencia de catalizadores en equilibrios químicos, solo provoca alcanzar en menos tiempo el estado de equilibrio. Características: A. Pueden reutilizarse una vez acabado el proceso. B. No alteran las características termodinámicas del proceso. C. Son específicos: catalizar una reacción no implica que este catalizador aumente la velocidad de cualquier reacción.  Los inhibidores son sustancias capaces de ralentizar una reacción química, bloquean el camino por el que transcurre normalmente la reacción, pudiendo incluso detenerla.

El efecto del ion común: El AgNo3 (lo q se añade) es una sal q se disocia por completo en sus iones. Cuando se adiciona AgNo3( lo q se añade) a la disolución de AgCl(disolución a la q se añade), se produce el llamado efecto de ion común (ion plata)=ion q es común. Al aumentar la concentración de (ion plata), de acuerdo con el principio de Le Chatelier, el equilibrio se desplazará en aqel sentido q haga disminuir la concentración del ion plata, por tanto el eq: AgCl->Ag+Cl-, se desplaza hacia la izq, retirando ion plata del medio, favoreciendo el precipitado de cloruro de plata, y x tanto, disminuyendo la solubilidad de la sal (cloruro de plata). Velocidad de reacción: es el cambio de concentración que experimenta un reactivo o un producto en la unidad de tiempo. Su unidad de medida es el mol·l-1·s-1.   Ea: Mínimo valor de energía necesaria para que la reacción se produzca. Ea depende d la velocidad de reacción, y no de la Tª. Las reacciones con mayor energía de activación son más lentas, puesto que se hace más exigente alcanzar choque eficaces o alcanzar el estado de transición. Cuanto mas baja la molecularidad, mas rápida la reacción. Ecuación de velocidad: Para una reacción, la velocidad es directamente proporcional a las concentraciones de los reactivos: V = K [A] ·[B], y esta varia conforme avanza la reacción, haciendo q no pueda ser cte. La constante K depende de la naturaleza de los reactivos y de la temperatura. A mayor Tª mayor K. Constante de equilibrio (Kc)/Kp: depende la Tª a la que se realice la reacción. Solubilidad: El producto de solubilidad depende de la Tª.


CUESTION 1: indica si la cte de eq de esta reacción: a)Aumenta al elevar la Tª: la cte se modifica, pues si se produce un aumento de Tª, de acuerdo con el principio de Le Chatelier, el eq se desplaza en aqel sentido en el q disminuye la Tª. Para ello, el eq debe desplazarse favoreciendo el proceso endotérmico, x tanto, el eq se desplaza hacia la derecha, y aumenta el valor de las concentraciones de los productos y disminuye el valor de las concentraciones del reactivo, x lo q K aumenta. B)Aumenta cuando se utiliza un catalizador: no, xq los catalizadores solo aceleran la vel de reacción, y la reacción de eq depende de la Tª. C)Aumenta al elevar la Presion total, manteniendo cte la Tª: no, xq la cte de eq solo cambia si cambia la Tª. CUESTION 2: razone si la concentración de O2 aumenta, dimsinuye o permanece invariable: a)Al añadir C: permanece invariable, xq el C esta en estado s, y su cantidad no afecta a la composición en el eq. B)Al aumentar el vol del recipient: disminuye, si aumenta el vol del sistema disminuye la presión. El sistema evoluciona para alcanzar un nuevo estado de eq contrarrestando dicha disminución, desplazándose hacia la derecha (aumenta la cantidad de CO2 y disminuye la cantidad de C y O2, xq asi aumentan los moles de las especies gaseosas). C)al elevar la Tª: aumenta, el eq se desplaza en sentido en q la reacción es endotérmica (izq), x tanto, aumenta la concentración de O2.



Ecuacion Ecuacion