T5: Equilibrio químico

Principio de Le Chatelier

Teoría

2023 · Extraordinaria · Suplente

En un reactor de 1L a 1000 K, se establece el siguiente equilibrio:

\ce{CO(g) + H2O(g)} <=> \ce{CO2(g) + H2(g)} \quad \Delta H = 42 \text{ kJ} \cdot \text{mol}^{-1}

Explique si la cantidad de $\ce{H2}$ aumenta, disminuye o permanece constante:

a) Tras la adición de catalizador.b) Al aumentar la temperatura.c) Al transferir la mezcla a un reactor de 10 L a temperatura constante.

Le ChatelierEquilibrio gaseoso

\ce{CO(g) + H2O(g)} <=> \ce{CO2(g) + H2(g)} \quad \Delta H = 42 \text{ kJ} \cdot \text{mol}^{-1}

a) La cantidad de

\ce{H2}

permanece constante. La adición de un catalizador disminuye la energía de activación del proceso, aumentando la velocidad de las reacciones directa e inversa por igual. Sin embargo, no modifica la termodinámica del sistema, por lo que la constante de equilibrio y la posición del mismo no se ven alteradas.b) La cantidad de

\ce{H2}

aumenta. Al ser una reacción endotérmica (

\Delta H > 0

), absorbe calor para proceder. Según el Principio de Le Chatelier, ante un aumento de temperatura, el sistema evoluciona desplazando el equilibrio en el sentido en que se consuma calor, que en este caso es hacia la formación de productos.c) La cantidad de

\ce{H2}

permanece constante. Según el Principio de Le Chatelier, los cambios de volumen o presión solo afectan al equilibrio si existe una variación en el número de moles de las especies gaseosas. En este sistema, la variación de moles gaseosos es

\Delta n_g = (1 + 1) - (1 + 1) = 0

, por lo que el cambio de volumen del reactor no desplaza el equilibrio.