T5: Equilibrio químico · Constantes de equilibrio y Principio de Le Chatelier

T5: Equilibrio químico

Constantes de equilibrio y Principio de Le Chatelier

Teoría

2023 · Extraordinaria · Titular

Justifique si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas:

a) En una reacción entre gases del tipo:

\ce{A(g) + 2B(g) <=> 2C(g)}

; los valores de

K_c

K_p

son iguales.b) Para una reacción endotérmica en equilibrio, se produce un incremento de la cantidad de productos al aumentar la temperatura.c) Cuando una mezcla de reacción alcanza el equilibrio la formación de productos se detiene.

Equilibrio químicoLe Chatelier

a) Falso. La relación entre las constantes de equilibrio

K_p

K_c

para una reacción en fase gaseosa se define mediante la siguiente expresión:

K_p = K_c(RT)^{\Delta n}

En esta ecuación, $\Delta n$ representa la diferencia entre la suma de los coeficientes estequiométricos de los productos gaseosos y la de los reactivos gaseosos. Para la reacción proporcionada $\ce{A(g) + 2B(g) <=> 2C(g)}$ , el cálculo de $\Delta n$ es:

\Delta n = 2 - (1 + 2) = -1

Dado que $\Delta n \neq 0$ , los valores de $K_p$ y $K_c$ no son iguales, cumpliéndose que $K_p = K_c(RT)^{-1}$ .

b) Verdadero. Según el Principio de Le Chatelier, cuando se aplica una perturbación externa a un sistema en equilibrio, este se desplaza en el sentido que tiende a contrarrestar dicha modificación.

En una reacción endotérmica, el sistema absorbe calor del entorno ( $\Delta H > 0$ ). Al aumentar la temperatura, se está suministrando energía térmica al sistema. Para minimizar este exceso de energía, el equilibrio se desplazará hacia el sentido que consume calor, que es precisamente el sentido endotérmico (hacia la derecha), favoreciendo la formación de una mayor cantidad de productos.

c) Falso. El equilibrio químico es un estado dinámico, no estático. Se alcanza cuando la velocidad de la reacción directa (

v_d

) se iguala a la velocidad de la reacción inversa (

v_i

v_d = v_i > 0

Esto significa que las reacciones química continúan produciéndose en ambos sentidos simultáneamente y a la misma velocidad. Por lo tanto, la formación de productos no se detiene, sino que la velocidad con la que se forman es idéntica a la velocidad con la que se vuelven a transformar en reactivos, lo que da como resultado que las concentraciones de todas las especies permanezcan constantes en el tiempo.