• Author / Uploaded
• CeliaLaraQuiroz

• Categories
• Equilibrio químico
• Reacciones químicas
• Química
• Física Aplicada e Interdisciplinaria
• Ciencias fisicas

Citation preview

Las reacciones químicas son procesos en los que una o más sustancias (reactivos) se transforman en otra u otras con propiedades diferentes (productos). REACCIONES IRREVERSIBLES Una reacción irreversible es una reacción química que se verifica en un solo sentido, es decir, se prolonga hasta agotar por completo una o varias de las sustancias reaccionantes y por tanto la reacción inversa no ocurre de manera espontánea. En estas reacciones la variación de entropía ocurre de tal manera que la entropía final es diferente a la inicial, por tanto, no se puede volver al estado inicial de entropía. REACCIONES REVERSIBLES Las reacciones reversibles son aquellas en las que los reactivos no se transforman totalmente en productos, ya que éstos vuelven a formar los reactivos, dando lugar así a un proceso de doble sentido que desemboca en equilibrio químico. Este estado de equilibrio de una reacción reversible es el estado final del sistema en el que las velocidades de reacción directa e inversa son iguales () y las concentraciones de las sustancias que intervienen permanecen constantes. Pero este estado es dinámico, ya que hay una incesante transformación química de las sustancias en los dos sentidos de la reacción, a pesar de que las concentraciones de reactivos y productos se mantengan constantes. Esto es así independientemente de las concentraciones iniciales, por lo que se establece un cociente entre las

concentraciones de productos y reactivos en el equilibrio, a una temperatura dada, conocida como constante de equilibrio Kc () Pero cuando se trata de gases en equilibrio, hay que introducir la constante Kp, que expresa cuantitativamente la ley de equilibrio en función de las presiones parciales de los gases de la mezcla: El equilibrio químico puede verse alterado, por lo que el sistema evoluciona hasta que se logra un nuevo estado de equilibrio bajo las nuevas condiciones. Esto es descrito por el principio de Le Chatelier que dice así: "Una alteración externa de los factores que intervienen en un equilibrio induce un reajuste del sistema para reducir el efecto de dicha alteración y establecer un nuevo estado de equilibrio". Estas alteraciones pueden ser por: Cambios en las concentraciones Si aumenta la concentración de una sustancia (A), el sistema se desplaza en el sentido en que se consume dicha sustancia, para así producir C y D, alcanzando el equilibrio. Si disminuye la concentración de una sustancia (A), el sistema se desplaza en el sentido en que se produce dicha sustancia, ya que consumirá C y D para producir A y B, alcanzado el equilibrio. Cambios de presión por variación de volumen -Si aumenta la presión, el sistema se desplaza en el sentido en que hay disminución del número de moles de gas y, por tanto, de moléculas.

-Si disminuye la presión, el sistema se desplaza en el sentido en que hay aumento del número de moles de gas, y por tanto, de moléculas Si el número de moléculas fuera el mismo en reactivos y productos, el cambio de volumen no afectaría al equilibrio. Cambios de temperatura -Si se proporciona calor al sistema, éste tiende a restablecer el estado de equilibrio absorbiendo el calor suministrado; para ello realizará preferentemente la reacción endotérmica. El sistema se desplazará hacia la izquierda. -Si se absorbe calor del sistema disminuyendo la temperatura de éste, el sistema contrarrestará esta acción desprendiendo calor; para ello realizará la reacción exotérmica. El sistema se desplazará hacia la derecha. En estas reacciones la variación de entropía es nula, ya que para que pueda producirse la reacción en ambos sentidos no puede haber una pérdida de trabajo en forma de calor puesto que no se podría realizar la reacción inversa de forma espontánea.

Una reacción reversible es una reacción química que se efectúa en ambos sentidos simultáneamente, es decir, los productos reaccionan entre sí y regeneran a los reactivos. Consideremos por ejemplo la reacción de los reactivos A y B que se unen para dar los productos C y D, ésta puede simbolizarse con la siguiente ecuación química1

Los coeficientes estequiométricos, es decir, el número relativo de moles de cada sustancia que interviene en la reacción se indican como a, b para los reactivos y c, d para los productos, mientras que la doble flecha indica que la reacción puede ocurrir en uno u otro sentido, directo e inverso. Puesto que la reacción puede proceder en ambas direcciones y el sentido neto de la reacción está definido por la presión, la temperatura y la concentración relativa de reactivos y productos en el medio en que se desarrolla, la definición de reactivos y productos en este tipo de reacciones es convencional y está dada por el tipo de proceso estudiado. Los reactivos suelen estar en su máxima concentración al principio de la reacción, pero a medida que la reacción evoluciona y la concentración de los productos aumenta, también se incrementa la velocidad de la reacción inversa. Cuando este tipo de reacciones se llevan a cabo para obtener determinado producto suele ser necesario ir separando dicho producto del medio que reacciona a medida que se van introduciendo los reactivos. Si no existe intervención externa (adición de reactivos, separación de productos o cambio de las condiciones de operación definidas básicamente por la presión y la temperatura) estas reacciones evolucionan espontáneamente hacia un estado de equilibrio en el que la velocidad de formación de productos iguala a la velocidad en que estos se transforman en reactivos. Entonces, en el punto de equilibrio la velocidad neta de reacción, igual a la velocidad de la reacción directa menos la de la reacción inversa, es cero.

Una reacción irreversible es una reacción química que se verifica en un solo sentido, es decir, se prolonga hasta agotar por lo menos una de las sustancias reaccionantes. Puede simbolizarse con la siguiente ecuación química:

Donde la flecha indica un único sentido para la reacción. En la reacción irreversible la reacción inversa prácticamente no ocurre y en consecuencia en el equilibrio el reactivo en defecto (el que se encuentra en menor cantidad) puede llegar a agotarse. Que un reactivo se agote significa que en el equilibrio su concentración será nula o despreciable (tenderá a cero). mo un extremo, "casos especiales" de reacciones reversibles. Las reacciones de combustión son un ejemplo de reacciones irreversibles, en las que K puede tomar valores del orden de 10100. Por ejemplo el petróleo, que podemos simbolizar con (o la madera) en presencia de oxígeno:

se quemará para dar dióxido de carbono ( ) y agua ( ) los cuales necesitarán de los procesos biológicos de fotosíntesis para volver a transformarse en sustancias orgánicas, ya que la reacción inversa no sucederá en forma espontánea.