T5: Equilibrio químico

Cuestiones de equilibrio

Teoría

2023 · Ordinaria · Suplente

Justifique si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas:

a) En una reacción entre gases del tipo:

A(g) + 2B(g) \rightleftharpoons 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 gaseosoLe Chatelier

a) Falso. La relación entre las constantes de equilibrio en fase gaseosa se establece a través de la ecuación

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

, donde

\Delta n

representa la variación en el número de moles de las especies gaseosas.

Para la reacción propuesta $\ce{A(g) + 2B(g) <=> 2C(g)}$ , calculamos el valor de $\Delta n$ restando los coeficientes estequiométricos de los productos gaseosos menos los de los reactivos gaseosos:

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

Sustituyendo este valor en la relación entre las constantes:

K_p = K_c(RT)^{-1} = \frac{K_c}{RT}

Dado que $\Delta n \neq 0$ , los valores de $K_p$ y $K_c$ serán distintos, a menos que el producto $RT$ sea igual a 1, lo cual no es una condición general.

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

En una reacción endotérmica, el sistema absorbe calor del entorno ( $ΔH > 0$ ), por lo que podemos tratar el calor como si fuera un reactivo más en el proceso:

\text{Reactivos} + \text{Calor} \rightleftharpoons \text{Productos}

Si se aumenta la temperatura, se está aportando energía calorífica al sistema. Para minimizar este exceso, el equilibrio se desplazará hacia el sentido que consume calor, es decir, hacia la formación de productos (sentido endotérmico), aumentando así su cantidad en el equilibrio.

c) Falso. El equilibrio químico es un proceso de naturaleza dinámica, lo que implica que la reacción no se detiene a escala molecular.

Al alcanzarse el equilibrio, la velocidad de la reacción directa ( $v_d$ ) se iguala a la velocidad de la reacción inversa ( $v_i$ ):

v_d = v_i \neq 0

Aunque las concentraciones de reactivos y productos permanezcan constantes en el tiempo (nivel macroscópico), la formación de productos y su descomposición para regenerar reactivos continúan produciéndose a la misma velocidad (nivel microscópico).