Equilibrio Quimico En Un Medio Acuoso

Introducción:

¿Qué es una reacción química?

Una reacción química consiste en el choque entre partículas que hacen posible tanto la ruptura de enlaces, como la formación de nuevas uniones. Las partículas que chocan con una dirección favorable han de superar una energía mínima necesaria para que puedan romperse unos enlaces y formarse otros

Una ecuación química es la representación escrita, abreviada y simbólica de una reacción química.

Además, nos proporciona un medio de mostrar un cambio químico los reactivos y los productos, su composición atómica y la relación molecular donde intervienen.

La ecuación puede ser expresada por medio de símbolos y fórmulas de las substancias participantes.

La ley del equilibrio químico, también llamada ley de acción de masas, para nuestro sistema. Esta ley fue propuesta por los químicos noruegos Cato Maximilian Guldgerg y Peter Waage en 1864, sobre la base de las ideas de Berthollet sobre las reacciones químicas reversibles. “La constante que caracteriza el equilibrio se denomina constante de equilibrio, se representa por Kc y su valor no depende de las concentraciones iniciales”

La constante de equilibrio depende de la temperatura, para otro valor de la misma la constante sería diferente, por ello hace falta especificar siempre la temperatura cuando se dé un valor de Kc.

Para una reacción cualquiera, representada por la ecuación química

aA + bB  cC + dD

Si el sistema se encuentra en equilibrio químico, la constante de equilibrio viene dada por químico, la constante de equilibrio viene dada por

Esta constante de equilibrio solo depende de la temperatura a la que se realiza el proceso, y no de las concentraciones de las sustancias que intervienen en el mismo.

La ley de acción de masas se puede enunciar de la siguiente manera:

En una reacción química el producto de las concentraciones de los productos, en el equilibrio, elevadas a sus respectivos coeficientes estequiométricos, dividido por el producto de las concentraciones de los reactivos, en el equilibrio, elevadas a sus respectivos coeficientes estequiométricos, es una constante a cada temperatura llamada constante de equilibrio.

Para predecir cualitativamente el efecto del cambio de tales condiciones en el equilibrio haremos uso del Principio de Le Châtelier, enunciado por Henry Le Châtelier en 1884, también de forma independiente por el alemán Ferdinand Braun:

Toda modificación de un factor como la temperatura, presión o concentración, en un equilibrio químico provoca un desplazamiento del equilibrio en un sentido que tiende a oponerse a la variación del factor considerado, contrarrestando dicha modificación.

 Si se tiene un sistema en equilibrio y se aumenta la presión, el sistema reacciona en el sentido en que disminuya el número de moles de sustancias en estado gaseoso. Si se reduce la presión ocurre lo contrario.

 Si aumentamos la temperatura de un sistema que está en equilibrio, el sistema se desplaza en el sentido que suponga una absorción de calor. Si se disminuye la temperatura, la reacción que se produce es la que libera energía.

 Si a un sistema en equilibrio se le añade un reactivo o producto, la reacción que se produce es la que tiende a consumir la sustancia añadida. Si, por el contrario, se elimina un reactivo o producto la reacción que se produce es la que tiende a reponerlo.

El principio de Le Chatelier permite hacer predicciones cualitativas de lo que le suce¬derá a un sistema en equilibrio cuando se altera cualquiera de los factores que lo caracte¬rizan: temperatura, presión, volumen, concentración, etc.

• “Sí se perturba el sistema en equilibrio alterando las condiciones que lo caracteri¬zan, el principio de Le Chatelier establece que el sistema se ajustará si es posible a un nuevo es¬tado de equilibrio, favoreciendo espontáneamente la reacción que contrarreste en algún grado la perturbación.”

Balanceo de ecuaciones

Para balancear una ecuación química primero tenemos que identificar el

tipo a la que ésta pertenece. Las reacciones químicas pueden clasificarse en términos generales como ácido-base u óxido-reducción

 Método de tanteo: coeficientes y subíndices

 Método oxido-reducción (REDOX)

 Método algebraico

Método ion-electrón

Problema

Estudiar experimentalmente el desplazamiento del equilibrio químico de un sistema de metátesis

Fenómeno

Desplazamiento del equilibrio químico

Sujeto estudio

Sistema de Metátesis

Variables Experimentales

Variable Dependiente: Desplazamiento equilibrio químico

Variable Independiente: Concentración y Temperatura

Objetivo General

Estudiar experimentalmente el desplazamiento del equilibrio químico de un sistema de metátesis en medio acuoso y algunos factores que lo modifican

Objetivos Particulares

a) Preparar disoluciones molares con base a las propiedades de los reactivos

b) Escribir y balancear la ecuación química del sistema

c) Describir las propiedades fisicoquímicas de los componentes del sistema

d) Describir el sistema química y fisicoquímicamente

e) Establecer la ley de acción de masas para el sistema

f) Estudiar el desplazamiento del equilibrio químico en función de la concentración

g) Estudiar el desplazamiento del equilibrio químico en función de la temperatura

h) Analizar el desplazamiento del equilibrio químico del sistema con base en la estequiométrica, la ley de acción de masas, y el principio de Le Chatelier.

Marco Teórico

El equilibrio es un estado en el que no se observan cambios a medida que transcurre el tiempo, cuando una reacción química ha alcanzado el estado de equilibrio permanece constante la concentración de reactivos y productos. En el estado de equilibrio las velocidades de reacción de los procesos directo e inverso se encuentran balanceadas, lo que evidencia que el estado de equilibrio es un estado dinámico. Existen dos tipos de equilibrio: el químico y físico.

El equilibrio químico es el estado en el cual no se observa cambio neto alguno. El equilibrio físico es cuando se da un equilibrio entre dos fases de una misma sustancia que contiene agua líquida y vapor.

Las reacciones de metátesis son aquellas en las cuales dos compuestos reaccionan para formar otros dos nuevos compuestos sin que produzca cambio en el número de oxidación; son reacciones en las cuales los iones de cada compuesto se intercambian en el equilibrio.

Debemos tener en cuenta que todas las reacciones deben expresarse en una ecuación química (son el modo de representar reacciones químicas, el cual es un proceso en el que una sustancia desaparece para formar una o más sustancia nuevas; se utilizan símbolos como: “produce”, + que se lee como “reacciona con”; entre otros.

Esto nos conlleva a saber balancear ecuaciones químicas en el cual existen varios métodos:

Método de tanteo – Para poder balancear ecuaciones, lo primero que debemos identificar es que son los coeficientes y subíndices. Si se modifican coeficientes cambian las cantidades de la sustancia, pero si se modifican subíndices, se originan sustancias diferentes.

Balancear ecuaciones consiste en equilibrar los reactivos y productos de la fórmula. Para ellos, solo se agregan coeficientes cuando se requiera.

La Ley de acción de masas: nos explica que para una reacción cualquiera, se puede escribir una expresión general para la constante de equilibrio, en la que las concentraciones de las diferentes sustancias se refieren a la situación de equilibrio:

a A (g) + b B (g) = c C (g) + d D (g)

K c = (C)c (D)d / (A)a (B)b

Como puedes ver, en el numerador se escribe el producto de las concentraciones de los productos elevados a sus coeficientes estequiométricos, y lo mismo en el denominador, pero referido a los reactivos. Esta expresión se conoce como ley de acción de masas; la constante de equilibrio tiene un valor concreto para cada reacción, y varía solamente con la temperatura, ya que con ésta varían de forma diferente la constante de velocidad Kd y Ki.

Es importante destacar el principio de Le-Chatelier el cual nos dice que para predecir cualitativamente el efecto de la variación de presión o de la temperatura sobre un sistema en equilibrio se hace uso de éste principio; que establece que siempre que actúa una fuerza sobre un sistema en el estado en equilibrio, éste reaccionara en una dirección que tiende a contrarrestar la fuerza aplicada. Así, si aplicamos presión a un sistema, la tendencia de la fuerza será de disminuir el volumen, por tanto se produce una reacción en el sistema que favorece al volumen menor.

El principio de Le Chatelier permite hacer predicciones cualitativas de lo que le suce¬derá a un sistema en equilibrio cuando se altera cualquiera de los factores que lo caracte¬rizan: temperatura, presión, volumen, concentración, etc.

• Sí se perturba el sistema en equilibrio alterando las condiciones que lo caracteri¬zan, el principio de Le Chatelier establece que el sistema se ajustará si es posible a un nuevo es¬tado de equilibrio, favoreciendo espontáneamente la reacción que contrarreste en algún grado la perturbación.

Este principio

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