Cómo hacer un problema de equilibrio químico

¡Holaaa!

¿Cómo estás? Espero que estés disfrutado del fin de semana.

Hoy vamos a comenzar con el tema de equilibrio químico. En concreto vamos a ver los siguientes puntos:

Reacciones en equilibrio

Existen reacciones que transcurren hasta que se consume totalmente uno o todos los reactivos. Estas son las llamadas reacciones irreversibles y en ellas separamos los reactivos de los productos por una flecha.

Por otro lado, otras reacciones transcurren solo de manera limitada, los reactivos se consumen parcialmente. Así, el hidrógeno y el nitrógeno reaccionan formando amoniaco, pero sin llegar a consumirse totalmente. En estos casos se consigue un equilibrio entre reactivos y productos. Dicho equilibrio se alcanza tanto a partir de los reactivos como a partir de los productos. Por esta razón a este tipo de reacciones se les denomina reversibles, y en ellas separamos reactivos de productos con una doble flecha:

En la gráfica inferior puedes observar el avance de la reacción de descomposición de tetraóxido de dinitrógeno a dióxido de nitrógeno hasta que se alcanza el equilibrio.

Si nos fijamos en las dos gráficas inferiores podemos ver que desde el comienzo de la reacción química:

  • las concentraciones de los reactivos van disminuyendo
  • las de los productos aumentan
  • la velocidad directa (kf) disminuye
  • la velocidad inversa (kr) aumenta

Hasta que se alcanza el equilibrio. Se trata de un equilibrio dinámico, ya que las moléculas siguen reaccionando incluso una vez alcanzado el equilibrio. A partir del cual las concentraciones y las velocidades se mantienen constantes. En equilibrio la velocidad directa, de izquierda a derecha, es igual a la de la reacción inversa, de derecha a izquierda y el incremento de la energía libre de Gibbs es 0.

Constante de equilibrio

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. A esta ley se le denomina ley del equilibrio químico,o ley de acción de masas. La constante de equilibrio depende de la temperatura, por lo que es necesario especificar siempre la temperatura cuando se dé un valor de Kc.

Este ejemplo es válido cuando el equilibrio es homogéneo, lo que significa que todos los compuestos que intervienen en la reacción están en la misma fase (gaseosa o líquida).

Cómo hacer un problema de equilibrio

Problema 1

Reaccionan 46 g de yodo y 1 g de hidrógeno a 450 ºC, la mezcla en equilibrio contiene 1,9 g de
yodo. Hallar:

a) moles de cada gas en el equilibrio.

b) Kc para .

Problema 2

La composición de equilibrio para la reacción es:
0,1; 0,1; 0,4 y 0,1 moles, respectivamente, en un matraz de 1 litro. Se añade 0,3 moles de H2 a la mezcla en equilibrio (sin modificar el volumen). Hallar la nueva concentración de CO una vez restablecido el equilibrio.

Espero que te haya servido de ayuda.

¡Mucho ánimo y hasta la próxima semana!

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