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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA QUÍMICA E INDUSTRIAS EXTRACTIVAS Laboratorio de Termodinámica del equilibrio químico Practica 1: Introducción al laboratorio de equilibrio químico Integrantes: Bizarro Nava Axel Giovan González Alarcón Iltse Raquel Ortega Cuenca Azalia Rubí Sánchez Luna Eva Isabel Santos Pérez Juan José Profesora: Eva López Mérida Grupo: 2IM44 Equipo: 2 INDICE OBJETIVOS 1 INTRODUCCIÓN 2 EQUILIBRIO QUÍMICO 3 COCIENTE DE REACCIÓN 4 CONSTANTE DE EQUILIBRIO EN FUNCION DE LA PRESIÓN 4 FACTORES QUE MODIFICAN EL EQUILIBRIO 5 BIBLIOGRAFÍA 5 OBJETIVOS INTRODUCCIÓN El equilibrio es un estado en el que no se observan cambios conforme el tiempo transcurre. Cuando una reacción química llega al estado de equilibrio, las concentraciones de reactivos y productos permanecen constantes en el tiempo, sin que se produzcan cambios visibles en el sistema. Sin embargo, a nivel molecular existe una gran actividad debido a que las moléculas de reactivos siguen formando moléculas de productos, y éstas a su vez reaccionan para formar moléculas de reactivos. Una reacción reversible puede proceder tanto hacia adelante como hacia atrás. En teoría, la mayoría de las reacciones son reversibles en un sistema cerrado, aunque algunas pueden ser consideradas irreversibles si la formación de productos o reactivos se ve mayormente favorecida. La doble flecha incompleta que usamos al escribir reacciones reversibles \ ⇋\ es un buen recordatorio visual de que las reacciones pueden ir ya sea hacia adelante para generar productos, o hacia atrás para crear reactivos. EQUILIBRIO QUÍMICO Pocas reacciones químicas se dan en una sola dirección. La mayoría son reversibles, al menos en cierto grado. Pero hay que resaltar que si no hay reacción reversible no hay equilibrio. Al inicio de un proceso reversible, la reacción lleva a la formación de productos. Tan pronto como se forman algunas moléculas de producto, comienza el proceso inverso: estas moléculas reaccionan y forman moléculas de reactivo. El equilibrio se da cuando la velocidad de la reacción hacia adelante es igual a la velocidad de la reacción en sentido inverso. Las concentraciones de reactivos y productos se mantienen constantes en el equilibrio. Es importante recordar que, aunque las concentraciones son constantes en el equilibrio, la reacción no se ha detenido, y es por eso que a este estado también se le llama equilibrio dinámico. Si agregamos incoloro a un recipiente al vacío a temperatura ambiente. Si miráramos por un tiempo, podríamos observar que el gas cambia a un color anaranjado amarillento volviéndose más obscuro paulatinamente hasta que el color se mantuviera constante. Podemos graficar la concentración de y en el tiempo para este proceso. Este fenómeno puede ser generalizado con la siguiente reacción al equilibrio: donde a, b, c y d son coeficientes estequiométricos de las especies reactivas A, B, C y D. Para la reacción a una temperatura dada: donde Kc es la constante de equilibrio. La ecuación anterior es la expresión matemática de la ley de acción de masas, propuesta por los químicos noruegos Cato Guldberg y Peter Waage en 1864. Esta ley establece que para una reacción reversible en equilibrio y a una temperatura constante, una relación determinada de concentraciones de reactivos y productos tiene un valor constante K (la constante de equilibrio). En esta ecuación se deben utilizar las concentraciones al equilibrio. COCIENTE DE REACCIÓN Para las reacciones fuera del equilibrio, podemos escribir una expresión similar llamada cociente de reacción Q, que es igual a Kc en el equilibrio. Kc y Q se pueden usar para determinar si una reacción está en equilibrio, para calcular concentraciones en el equilibrio, y para determinar si la reacción favorece la formación de productos o de reactivos en el equilibrio. Predomina la reacción hacia la derecha El sistema está en equilibrio Predomina la reacción hacia la izquierda CONSTANTE DE EQUILIBRIO EN FUNCION DE LA PRESIÓN Si alguno de los reactivos o productos está en fase gas, también podemos escribir la constante de equilibrio en términos de la presión parcial de los gases. Típicamente nos referimos a ese valor como Kp para diferenciarlo de la constante de equilibrio que usa concentraciones en molaridad Kc donde ,, y son las presiones parciales de A, B, C y D. Si se supone un comportamiento de gas ideal FACTORES QUE MODIFICAN EL EQUILIBRIO BIBLIOGRAFÍA Chang, R., & Goldsby, K. A. (2013). química. https://es.khanacademy.org/science/chemistry/chemical-equilibrium/equilibrium-constant/a/the-equilibrium-constant-k?modal=1 2
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