Equilibrio Químico: el contexto
This presentation is the property of its rightful owner.
Sponsored Links
1 / 33

Equilibrio Químico: el contexto PowerPoint PPT Presentation


  • 73 Views
  • Uploaded on
  • Presentation posted in: General

Equilibrio Químico: el contexto. Conocimientos previos: Estado de equilibrio de un sistema, funciones de estado. Gas ideal y gases reales. Solución ideal y soluciones reales. Reacciones elementales y complejas, mecanismo de reacción, perfil de reacción. Objetivos.

Download Presentation

Equilibrio Químico: el contexto

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Presentation Transcript


Equilibrio qu mico el contexto

Equilibrio Químico: el contexto


Equilibrio qu mico el contexto

Conocimientos previos:

  • Estado de equilibrio de un sistema, funciones de estado.

  • Gas ideal y gases reales. Solución ideal y soluciones reales.

  • Reacciones elementales y complejas, mecanismo de reacción, perfil de reacción.


Objetivos

Objetivos

  • Caracterizar el equilibrio químico en términos de la composición del sistema cuali y cuantitativamente.

  • Revisar el tratamiento estequiométrico de las reacciones en términos de rendimiento.

  • Incorporar la idea de la reversibilidad de las reacciones y la naturaleza dinámica del equilibrio.

  • Reconocer las variables que afectan la composición del sistema en el equilibrio y predecir la evolución del sistema en respuesta a cambios externos.

  • Reconocer generalidades y diferencias entre reacciones distintas y con otros equilibrios dinámicos.

  • Reconocer y evaluar las aproximaciones realizadas en el tratamiento cuantitativo del equilibrio.


Contenidos

Contenidos

Equilibrio Químico: la clase

  • La constante de equilibrio.

  • Equilibrios homogéneos y heterogéneos.

  • Reversibilidad de las reacciones, naturaleza dinámica del equilibrio.

  • Equilibrio y velocidades de reacción.

  • Q, el cociente de reacción

  • Respuestas de un sistema en equilibrio a cambios impuestos.


Rendimiento experimental de reacci n evoluci n de los sistemas reactivos

Rendimiento experimental de reacción: evolución de los sistemas reactivos


Equilibrio qu mico el contexto

Concentración

tiempo


La constante de equilibrio

La constante de equilibrio

  • Ley de acción de masas (Guldberg y Waage 1864):

  • Esta relación es independiente de la composición inicial del sistema:


Equilibrio qu mico el contexto

En general para la reacción de ecuación balanceada:

La composición del sistema en equilibrio es caracterizada por la relación constante Kc:


Equilibrio qu mico el contexto

Otras expresiones de la constante de equilibrio

Para reacciones en fase gaseosa, según la ecuación de estado del gas ideal:


Equilibrio qu mico el contexto

Resultados experimentales, un ejemplo


Aumento de presi n y equilibrio

Aumento de presión y equilibrio

depende de C0 (p0)

Los gases de la mezcla reactiva dejan de comportase como gases

ideales.

Podrían incorporarse otras ecuaciones de estado para gases reales: la

expresión matemática de Kp (o Kc) es más complicada.

Alternativamente:


Equilibrio qu mico el contexto

Para la reacción anterior:Kp corr = 0,1426 (25ºC)Kp corr = 0,3183 (35 ºC)Kp corr = 0,6706 (45 ºC) • La desviación del comportamiento ideal es un problema común a todas las reacciones • Las presiones parciales son una buena aproximación a bajas presiones.


Equilibrio qu mico el contexto

Reacciones en solución

  • K = f(T,P,solvente)

  • Al aumentar [C] se producen desviaciones respecto del comportamiento ideal. Este efecto es más notorio en el caso de electrolitos.

  • Kc ~ K (actividades) a bajas concentraciones.

  • K es independiente de las concentraciones iniciales (como en gases)


Equilibrios heterog neos

Equilibrios heterogéneos

Las sustancias involucradas en la reacción se encuentran en más de

una fase:

Los sólidos o líquidos puros no se incluyen en K (Kc,Kp)

Kp = pCO2 ,eq

K = aCO2 , eq

La concentración de los sólidos no cambia con el progreso de la

reacción.


Ejemplos

Ejemplos


Interpretaci n del valor de k

peqCO2

Interpretación del valor de K

La expresión de la constante puede ser compleja, es necesario una

interpretación cuidadosa.

CaCO3(s)  CaO(s) + CO2(g)

Kp= pCO2, eq


Equilibrio qu mico el contexto

[NO2]eq= (Kp [N2O4]eq)0.5


Las unidades de kc y kp

Las unidades de Kc y Kp

  • Ninguno de los valores de las constantes presentados tiene unidades.

  • En los cálculos se deben expresar las presiones y las concentraciones experimentales en las mismas unidades que las del estado de referencia.


El equilibrio se alcanza tambi n desde los productos

El equilibrio se alcanza también desde los productos

Las reacciones químicas son reversibles

(Berthollet 1798)


El perfil de reacci n

Ea directa

Ea inversa

Productos

E

Reactivos

Coordenada de reacción

El perfil de reacción

Reactivos

En la discusión del perfil de reacción ya discutimos la reversibilidad de las reacciones.


Otro ejemplo la s ntesis de nh 3 y el proceso haber bosch

Otro ejemplo: la síntesis de NH3 y el proceso Haber-Bosch


El equilibrio qu mico es din mico

El equilibrio químico es dinámico

  • Macroscópicamente no hay cambio en la composición del sistema.

  • Microscópicamente ocurren reacciones, no hay reposo:existen reacciones opuestas que transcurren a la misma velocidad.


C mo averiguar si es din mico

N**2O4 N*O2

¿Cómo averiguar si es dinámico?

N2O4 NO2

N*2O4 + N**2O4 + N2O4 N*O2 + NO2


Otros ejemplos de equilibrios din micos

Otros ejemplos de equilibrios dinámicos

  • Soluto no disuelto en equilibrio con solución saturada

  • Vapor en equilibriocon su líquido


Resumen

Resumen

  • Toda reacción progresa hasta el estado de equilibrio.

  • K describe cuantitativamente la posición del equilibrio.

  • Kc y Kp son buenas aproximaciones a K en solución diluida y bajas presiones respectivamente.

  • La composición de la mezcla reactiva en el equilibrio puede ser más o menos rica en productos y esto depende de cada reacción.

  • Las reacciones son reversibles

  • El equilibrio químico es dinámico


Pr ctica

Práctica

  • Cálculo de constantes de equilibrio a partir de composiciones en el equilibrio. Análisis de datos experimentales.

  • Cálculo de la composición de la mezcla reactiva en el equilibrio a partir de K. Resolución exacta y aproximada: criterios de análisis de la calidad de la aproximación empleada.

  • Análisis de desviaciones del comportamiento ideal. Correcciones.

Laboratorio


Continuaci n

Continuación

  • Velocidades de reacción y equilibrio: reacciones elementales y complejas.

  • El cociente de reacción Q, su manejo para analizar la posición de un sistema respecto del equilibrio.

  • Reacciones endotérmicas y exotérmicas: respuestas del sistema en equilibrio a cambios de temperatura.

  • Respuesta del sistema a cambios externos: su importancia en el rendimiento de reacción.


Reacciones elementales

Reacciones elementales

N2O4(g)  2NO2(g)

En el equilibrio:

[N2O4]eq = constante

p N2O4eq= constante

Pero el equilibrio es dinámico:


Reacciones complejas principio de equilibrio detallado

Reacciones complejas: principio de equilibrio detallado

2NO2 (g) + F2(g)  2NO2F(g)

Mecanismo:

Condición de equilibrio: cada etapa elemental y su inversa

transcurren a la misma velocidad


  • Login