1. QUÍMICA
TEMA 6: “EQUILIBRIO QUÍMICO”
En este tema vamos a tratar reacciones
químicas en las que no se observan
cambios a medida que transcurre el
tiempo.

2. Equilibrio químico y la constante de equilibrio
• El equilibrio químico:
– Es un estado del sistema en los que no se observan cambios a medida que
transcurre el tiempo.
– Se consigue cuando existen dos reacciones opuestas (reversibles) que
transcurren a la misma velocidad.
aA + bB ↔ cC + dD
– Una vez que se alcanza el equilibrio las concentraciones de todas las
especies que intervienen en el proceso permanecen constante con el
tiempo.
• La constante de equilibrio:
– Ley de acción de masas: en un proceso elemental, el producto de las
concentraciones en el equilibrio de los productos elevadas a sus
coeficientes estequiométricos, dividido por el producto de las
concentraciones de los reactivos en el equilibrio elevada a sus coeficientes
estequiométricos, es una constante para cada temperatura llamada
constante de equilibrio(Ke).

3. – La Ke mide el grado en que se produce una reacción:
• Si Ke > 1 indica que en el equilibrio la mayoría de los reactivos se
convierten en productos.
• Si Ke < 1 indica que en el equilibrio la mayoría de los productos se
convierten en reactivos.
• Si Ke = 1 indica que en equilibrio hay la misma concentración de
reactivos y productos.
– La constante de equilibrio varía con la temperatura.
– Convenios para escribir el equilibrio químico:
• La constante de equilibrio se refiere al equilibrio escrito de forma
que la reacción directa sea exotérmica a la T=298 K P=1 atm.
• La constante de equilibrio se refiere al equilibrio escrito de tal forma
que los coeficientes estequiométricos de la ecuación química
ajustada sean números enteros y con los valores menores posibles.

4. Relación entre las constantes de equilibrio
• Para una ecuación general:
c d
C D
aA + bB ↔ cC + dD
Kc a b
A B
– En equilibrios químicos entre gases, la constante de equilibrio se suele
expresar en términos de presiones parciales de los gases en el
equilibrio.
PC c PD d Relación entre ambas constantes:
Kp n
PAa PBb Kp Kc RT
Otra forma de expresar la constante de equilibrio:
X Cc X Dd n
KX Kp Kx PT
X Aa X B b

5. – Significado de la constante de equilibrio:
• Un valor muy grande indica que la reacción está muy desplazada
hacia la derecha.
• Un valor muy pequeño indica que la reacción está muy desplazada
hacia la izquierda.
• Un valor prácticamente 1 indica que la concentraciones de los
reactivos sobrantes son del mismo orden que la de los productos.
• Cociente de reacción: cuando la reacción no se halla en equilibrio,
podremos escribir una expresión similar a la constante de equilibrio:
– Si Q < Ke la reacción se desplaza hacia la derecha.
– Si Q > Ke la reacción se desplaza hacia la izquierda.
– Si Q = Ke la reacción está en equilibrio.
c d
C D
Q a b
A B

6. Grado de disociación
• Es lo que se disocia de un mol de compuesto y se designa con la letra α.
• Ejemplo de problemas:
N2O4( g )   2 NO2( g )
 
• C.I. C -
• C.Eq. C(1- α) 2C α
N2O4( g )   2 NO2( g )
 
• C.I. C -
• C.Eq. C-x 2x
(2 x 2
(2 x 2
Kc Kc
C x C x

7. Principio de Lechatelier
• Un sistema en equilibrio, sometido a una perturbación externa, reacciona
en el sentido necesario para que la causa perturbadora quede parcialmente
contrarrestada.
• Factores que afectan al equilibrio:
– Adición o eliminación de un reactivo o producto: el equilibrio se
desplazará hacia donde contrarreste dicho aumento o disminución de
concentración de reactivo y producto.
– Efecto de un catalizador: el único efecto es conseguir que se alcance
antes el equilibrio, pero sin modificar el valor de la constante.
– Aumento o disminución de presión:
• Un aumento de la presión total hace que el equilibrio se desplace
hacia donde haya menos moles gaseosos.
• Una disminución de presión total hace que el equilibrio se desplace
hacia donde haya más moles gaseosos.

8. • Añadir un gas inerte, a volumen constante, no se modifican las
presiones parciales ni las concentraciones de las especies
reaccionantes, por lo que no tiene efecto alguno sobre la situación
en equilibrio.
– Aumento o disminución de volumen:
• Un aumento de volumen conlleva una disminución de presión y que
el equilibrio se desplaza hacia donde haya más moles gaseosos.
• Una disminución de volumen conlleva un aumento de presión y que
el equilibrio se desplace hacia donde haya menos moles gaseosos.
– Cambios de temperatura:
• Reacción exotérmica:
– Aumento de temperatura: se desplaza hacia la izquierda, para
que absorba calor.
– Disminución de temperatura: se desplaza hacia la derecha,
para que se produzca calor.
• Reacción endotérmica: lo contrario a una reacción exotérmica.

9. Equilibrios heterogéneos
• Cuando en la mezcla de reacción pueden distinguirse varias fases.
CaCO3( s )   CaO( s ) CO2( g )
 
• Los sólidos y los líquidos no intervienen en el equilibrio porque tienen un
valor prácticamente constante y están incluidos en la constante de
equilibrio.
KC CO2 KP P( CO2 )
• Los gases intervienen en forma de sus presiones parciales en atmósferas.
• En reacciones en disolución, el disolvente tampoco aparece en la expresión
de K, siempre que la disolución sea lo suficientemente diluida.
• Las especies en disolución acuosa intervienen en forma de sus
concentraciones molares.

10. Termodinámica y constante de equilibrio
• Ecuación de Vant Hoff:
K p2 Ho 1 1
ln
K p1 R T1 T2