5.4 Equilibrio Químico
El equilibrio químico es la condición en la cual la velocidad de reacción en el sentido de formación de productos es igual a la velocidad de reacción en el sentido opuesto (equilibrio dinámico).
Los reaccionantes se transforman totalmente en productos (→).
Reacciones irreversibles
Los reaccionantes se transforman parcialmente en productos (⇄).
Reacciones reversibles
CARACTERÍSTICAS
Equilibrio dinámico: El equilibrio químico no es estático, sino que es dinámico, con las reacciones directa e inversa ocurriendo simultáneamente y a la misma velocidad.
Concentraciones constantes: A pesar de la continua reacción, las concentraciones de reactivos y productos permanecen constantes en el equilibrio.
Principio de Le Chatelier: Este principio establece que un sistema en equilibrio responderá a un cambio en las condiciones (como temperatura, presión o concentración) desplazando el equilibrio para mitigar ese cambio.
Constante de equilibrio (K):El equilibrio químico se caracteriza por una constante de equilibrio (K), que depende de la temperatura y refleja la relación entre productos y reactivos en equilibrio.
Reversibilidad: El equilibrio químico es característico de reacciones reversibles, donde los productos pueden reaccionar de nuevo para formar los reactivos.
Estado de mínima energía: El sistema en equilibrio se encuentra en un estado de mínima energía potencial, buscando la mayor estabilidad.
No se requiere un cambio de energía: El equilibrio químico no implica un cambio neto de energía, ya que las reacciones directa e inversa se compensan.
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Constante de Equilibrio
La constante de equilibrio K depende de la temperatura y de la naturaleza de los reactantes y de los productos. Para las reacciones que ocurren en diluidas, las concentraciones se expresan en molaridad y la constante de equilibrio se representa por Kc. Para las reacciones entre moléculas y comp en estado gaseoso, las concentraciones se expresan en función de sus presiones parciales la constante de equilibrio se representa por Kp.
Kc se denomina la constante del equilibrio químico y es la expresión de la denominada Ley del Equilibrio Químico o también Ley de Acción de Masas.
La Ley de Acción de Masas quedaría de la forma:
La constante Kc viene dada por el cociente cuyo numerador es el producto de las concentraciones de los productos de reacción y cuyo denominador es el producto de las concentraciones de los reactivos, todos ellos elevados a los correspondientes coeficientes estequiométricos de la ecuación química y a una temperatura determinada.
Un aspecto importante a tener siempre en cuenta, es que el valor de la constante de equilibrio (Kc) solo depende de la temperatura.
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EXPERIMENTOS CASEROS
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Este experimento nos ayuda a ver que cuando en una reacción se produce un gas, su cantidad afecta la presión (inflando el globo) y también su concentración (cuántas moléculas hay por volumen). En reacciones reversibles con gases, esto se mide con dos constantes: 𝐾𝑐 y 𝐾𝑝 , que se relacionan según cuántos moles de gas hay en la ecuación.