Equilibrio dinámico
Después de haber tratado los conceptos esenciales del equilibrio químico en las secciones anteriores de este capítulo, esta última sección demostrará el aspecto más práctico de la utilización de estos conceptos y de las estrategias matemáticas adecuadas para realizar diversos cálculos de equilibrio. Estos tipos de cálculos son esenciales en muchas áreas de la ciencia y la tecnología, por ejemplo, en la formulación y dosificación de productos farmacéuticos. Una vez que se ingiere o se inyecta un fármaco, suele participar en varios equilibrios químicos que afectan a su concentración final en el sistema corporal de interés. El conocimiento de los aspectos cuantitativos de estos equilibrios es necesario para calcular una cantidad de dosis que solicite el efecto terapéutico deseado.
Muchos de los cálculos de equilibrio útiles que se demostrarán aquí requieren términos que representen cambios en las concentraciones de reactivos y productos. Estos términos se derivan de la estequiometría de la reacción, como lo ilustra la descomposición del amoníaco:
Como se mostró anteriormente en este capítulo, este equilibrio puede establecerse dentro de un recipiente sellado que inicialmente contiene sólo NH3, o una mezcla de dos de las tres especies químicas involucradas en el equilibrio. Independientemente de su composición inicial, una mezcla de reacción mostrará las mismas relaciones entre los cambios en las concentraciones de las tres especies involucradas, como lo dicta la estequiometría de la reacción (ver también el contenido relacionado sobre la expresión de las tasas de reacción en el capítulo sobre cinética). Por ejemplo, si la concentración de nitrógeno aumenta en una cantidad x
Calculadora de ecuaciones de equilibrio químico
Cuando una reacción química tiene lugar en un sistema cerrado que impide la entrada o la salida de cualquiera de los componentes que intervienen en la reacción, las cantidades de estas sustancias químicas cambian a medida que unas se consumen y otras se forman.
Finalmente, este cambio se detendrá, tras lo cual la composición de la reacción permanecerá inalterada mientras no se perturbe el sistema. Se dice entonces que el sistema está en su estado de equilibrio, o más sencillamente, “en equilibrio”. Una reacción química está en equilibrio cuando no hay tendencia a que cambien las cantidades de reactivos y productos.
Representan el mismo sistema de reacción química en el que los papeles de los componentes se invierten, y ambos dan lugar a la misma mezcla de componentes cuando se completa el cambio. Este último punto es fundamental para el concepto de equilibrio químico. Es indiferente con qué reactivos empecemos; una vez que la reacción se haya completado, las cantidades de estos dos componentes serán las mismas. En general, podemos decir que la composición de un sistema de reacción química tenderá a cambiar en una dirección que lo acerque a su composición de equilibrio. Una vez alcanzada esta composición de equilibrio, no se producirán más cambios en las cantidades de los componentes mientras el sistema permanezca inalterado.
Ecuación de equilibrio física
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Imagínese que está varado en un bote de remos en medio del océano. De repente, la embarcación hace una pequeña fuga y tienes que achicar agua. Coges un cubo y empiezas a achicar agua. Al cabo de unos minutos, tus esfuerzos contra la fuga mantienen el agua a sólo media pulgada, pero cualquier otro achique no cambia el nivel del agua; la fuga trae tanta agua como la que sacas.
Las reacciones químicas también son así. La mayoría de ellas llegan a un equilibrio. La posición real del equilibrio -si favorece a los reactivos o a los productos- es característica de una reacción química; es difícil de ver simplemente mirando la ecuación química equilibrada. Pero la química tiene herramientas para ayudarte a entender el equilibrio de las reacciones químicas, que es el objetivo de nuestro estudio en este capítulo.
Equilibrio químico pdf
En química, el equilibrio describe el estado de una reacción reversible en la que las velocidades de las reacciones hacia delante y hacia atrás son iguales y las concentraciones de los productos y los reactivos permanecen iguales.
Puedes utilizar la constante de equilibrio, Kc, para representar una reacción de equilibrio. Para calcular la constante de equilibrio, eleva la concentración de equilibrio de cada uno de tus productos a la relación molar de ese producto dada en la ecuación y multiplica estos términos. Haz lo mismo con las concentraciones de equilibrio de los reactantes. Para calcular Kc, divide el valor del producto entre el valor del reactante.
En biología, los equilibrios desempeñan un papel importante en el mantenimiento de las funciones corporales óptimas. Por ejemplo, la sangre mantiene constantemente un equilibrio dinámico que mantiene estable su pH. En química, podemos utilizar los equilibrios con fines industriales. En el equilibrio, las concentraciones de productos y reactivos en una reacción no cambian. Sin embargo, podemos influir en la posición del equilibrio para cambiar estas concentraciones. Esto es útil en la industria, ya que puede ayudarnos a mejorar el rendimiento de una reacción reversible. Este es un ejemplo de la finalidad del equilibrio químico.
