Ejercicios de Matemáticas, Fisica y Quimica

El definir las constantes de equilibrio a partir de datos experimentales no nos permite justificar por qué la constante de equilibrio varía con la temperatura, pero es independiente de la concentración. Pero si tenemos en cuenta que la constante de equilibrio está realacionada con la energía libre a través de la expresión: y que en el equilibrio ΔG = 0, es decir: podemos justificar los factores que influyen en el equilibrio. Como ΔG° es la energía libre de la reacción a una temperatura determinada cuando todos los reactivos y productos se encuentran en sus estados estándar y éstos son los que determinan las concentraciones, la energía libre estándar, ΔG°, es independiente de las concentraciones actuales en cualquier experimento real. Por consiguiente, K p es también independiente de las concentraciones. Sin embargo, como la energía libre se define para una temperatura dada y tendrá distintos valores numéricos a temperaturas diferentes, la constante de equilibrio también s...

Las concentraciones finales de equilibrio en cualquier reacción dependen de las concentraciones o presiones parciales iniciales de los reactivos y productos y la temperatura, ya que una variación de la temperatura modifica el valor de la constante de equilibrio. Henry Le Chatelier , en 1854, enunció el principio que lleva su nombre y que permite predecir cualitativamente el efecto que produce sobre el equilibrio la modificación de alguno o varios de los factores mencionados. Este principio establece que: Si un sistema en equilibrio se somete a una perturbación, en el sistema tendrá lugar un cambio que se opondrá a la perturbación anterior. Variaciones de la temperatura Si consideramos la energía calorífica como un reactivo o un producto, es fácil evaluar, basándose en el principio de Le Chatelier, en qué sentido se favorece la reacción al aumentar la temperatura. Por ejemplo, en la reacción exotérmica: un aumento de temperatura favorece la descomposición del óxido de me...

En los ejemplos que hasta ahora hemos utilizado, todos los reactivos y productos han sido gases. Los equilibrios en los que todas las sustancias implicadas se encuentran en la misma fase se denominan equilibrios homogéneos. Sin embargo, en sistemas gaseosos en equilibrio intervienen a menudo sólidos o líquidos como reactivos o productos, y a estos equilibrios se los denomina heterogéneos. Algunos ejemplos son: Para tales reacciones se observa que la posición del equilibrio es independiente de las cantidades de sólidos o líquidos, de manera que las concentraciones de esas especies no aparecen en la expresión de K c . Si en un sistema en equilibrio hay agua líquida, a una temperatura dada, la presión de vapor de agua en equilibrio con el líquido tiene un valor fijo, independiente de la presencia de otros gases. Este valor constante e independiente de las otras especies va incluido en la constante de equilibrio de la reacción. Aunque los sólidos y los lí...

El equilibrio químico es un equilibrio dinámico, en el que las velocidades de la reacción directa e inversa son iguales. Consideremos la reacción reversible: en ella, la ecuación de velocidad de la reacción directa es: y la ecuación de velocidad de la reacción inversa es: donde k 1 y k 2 son las constantes de velocidad de las reacciones directa e inversa, respectivamente. Como en el equilibrio ambas velocidades son iguales, tendremos que: que se puede escribir en la forma: ya que la razón de dos constantes, k 1 y k 2 , es, asimismo, una constante, K c . Si en un sistema cerrado, en el que se ha alcanzado el equilibrio: se adiciona un pequeño volumen de moléculas de C0 2 marcadas con 14 C, al cabo de algún tiempo se observa la existencia de CaC0 3 marcado con el 14 C, lo que demuestra el carácter dinámico del equilibrio químico. Esta K c es la llamada constante de equilibrio, que, al igual que las constantes de velocidad, para una reacción d...

El concepto de reversibilidad en las reacciones químicas no es de comprensión inmediata, ya que los procesos naturales y artificiales propios de la experiencia ordinaria son, generalmente, procesos espontáneos que ocurren en un solo sentido. Decimos que una reacción es reversible cuando, a medida que se combinan los reactivos para dar productos, éstos reaccionan entre sí para volver a dar los reactivos. Esta reversibilidad queda reflejada en su correspondiente ecuación química por una doble flecha . Por ejemplo: La reversibilidad de una reacción química significa que: 1. Los reactivos conducen a productos por medio de la llamada reacción directa. 2. Los productos conducen a reactivos por medio de la llamada reacción inversa. Llamamos directa a la reacción que corresponde a la ecuación química leída de izquierda a derecha, e inversa, a la reacción que corresponde a esa misma ecuación leída de derecha a izquierda. Cuando se igualan las velocidades de las reac...

Influencia de la concentración Ya hemos estudiado en qué forma la concentración influye en la velocidad de reacción. Sin embargo, en las reacciones entre gases, un aumento de concentración se traduce en un aumento de presión, por lo que esta magnitud desempeña un papel importante, y como la presión de los gases se puede medir con mayor facilidad que la concentración, se utiliza preferentemente, toda vez que ambas magnitudes son proporcionales. Influencia de la superficie En aquellas reacciones en las que los reactivos se encuentran en distinta fase, como en la reacción de un sólido con un gas, la reacción se realiza únicamente en la superficie y, por tanto, la velocidad de reacción depende de ella. Por ejemplo, un leño grueso se quema lentamente al aire, una vez encendido; pero la misma cantidad de madera se quema rápidamente si se reduce previamente a virutas. Influencia de la temperatura. Ecuación de Arrhenius Con muy pocas excepciones, la velocidad de reacción aumenta c...