T5: Equilibrio químico · Equilibrios heterogéneos y Principio de Le Chatelier

Equilibrios heterogéneos y Principio de Le Chatelier

Teoría

2024 · Extraordinaria · Titular

El bromuro de amonio es un sólido cristalino que se descompone en un proceso endotérmico según el siguiente equilibrio:

\ce{NH4Br(s)} <=> \ce{NH3(g) + HBr(g)}

En un reactor en el que se ha alcanzado el equilibrio anterior:

a) Explique si la cantidad de

\ce{NH4Br(s)}

aumenta, disminuye o no se modifica al introducir

\ce{NH3(g)}

en el reactor.b) Justifique qué ocurre si duplicamos el volumen del reactor a temperatura constante.c) Razone si el valor de la constante de equilibrio a

400^\circ \text{C}

será mayor, menor o igual que a

25^\circ \text{C}

equilibrio heterogéneoLe Chatelier

Equilibrio químico del bromuro de amonio

\ce{NH4Br(s) <=> NH3(g) + HBr(g)} \quad \Delta H > 0

a) Al introducir

\ce{NH3(g)}

en el reactor, se produce un aumento en la concentración de uno de los productos gaseosos. De acuerdo con el Principio de Le Chatelier, el sistema evolucionará en el sentido que tienda a contrarrestar dicha perturbación consumiendo el exceso de reactivo añadido. Por tanto, el equilibrio se desplaza hacia la izquierda, favoreciendo la formación de reactivos y provocando que la cantidad de

\ce{NH4Br(s)}

aumente.b) Si duplicamos el volumen del reactor a temperatura constante, se produce una disminución de la presión total y de las presiones parciales de los gases. Según el Principio de Le Chatelier, el sistema se desplazará hacia donde exista un mayor número de moles de sustancias gaseosas para intentar compensar la caída de presión. En esta reacción, hay 0 moles de gas en los reactivos y

1 + 1 = 2

moles de gas en los productos. En consecuencia, el equilibrio se desplaza hacia la derecha y la cantidad de

\ce{NH4Br(s)}

disminuye.c) El valor de la constante de equilibrio a

400^\circ \text{C}

será mayor que a

25^\circ \text{C}

. Al tratarse de un proceso endotérmico (

\Delta H > 0

), el sistema absorbe calor para transformarse en productos. Según el Principio de Le Chatelier, un aumento de la temperatura favorece el sentido de la reacción que sea endotérmico para absorber el exceso de energía térmica suministrada. Al desplazarse el equilibrio hacia la derecha (formación de productos), y siendo la constante de equilibrio proporcional a las concentraciones de los productos, su valor numérico aumenta con la temperatura.