T5: Equilibrio químico
Principio de Le Chatelier
Teoría
B2
El metanol se prepara industrialmente según el proceso siguiente:
Razone cómo afectaría al rendimiento de la reacción:
a) Aumentar la temperatura.b) Retirar del reactor el a medida que se vaya produciendo.c) Aumentar la presión del sistema a temperatura constante.Estudio del equilibrio de síntesis del metanol
Para analizar cómo afectan las distintas modificaciones al rendimiento de la reacción, se aplica el Principio de Le Chatelier, el cual establece que si un sistema en equilibrio se somete a un cambio de condiciones, el sistema evolucionará desplazándose en el sentido que tienda a contrarrestar dicha perturbación.
a) Al aumentar la temperatura, el sistema intentará absorber el exceso de energía térmica aportada. Dado que la reacción es exotérmica (), el sentido directo libera calor y el sentido inverso lo absorbe. En consecuencia, el equilibrio se desplaza hacia la izquierda, es decir, hacia la formación de reactivos y . Por tanto, el rendimiento de la reacción disminuye.b) Al retirar el a medida que se produce, se está disminuyendo la concentración de uno de los productos del sistema en equilibrio. Según el Principio de Le Chatelier, el sistema reaccionará desplazándose hacia la derecha para intentar restablecer la concentración de dicho producto. Al favorecerse la formación de metanol, el rendimiento de la reacción aumenta.c) Al aumentar la presión del sistema a temperatura constante (lo que implica una reducción del volumen), el sistema tenderá a reducir la presión desplazándose hacia el lado donde haya un menor número de moles de sustancias gaseosas. En la reacción propuesta, hay 3 moles de gas en los reactivos () y solo 1 mol de gas en los productos (). Por tanto, el equilibrio se desplaza hacia la derecha, aumentando el rendimiento de la reacción.