Cmo se puede modificar la situacin de equilibrio?

Cambiando la constante de equilibrio

Cambiando la temperatura

Sin cambiar la constante de equilibrio

Cambiando el resto de condiciones

Principio de Le Chtelier

Si un sistema qumico que est enequilibrio se somete a unaperturbacin que cambie cualquierade las variables que determina elestado de equilibrio, el sistemaevolucionar para CONTRARRESTARel efecto de la perturbacin.

H. L. Le Chtelier(1850-1936)

El sistema despus de la perturbacin, volver a alcanzar un nuevo equilibrio. El

Principio de Le Chatelier nos ayuda a prever cmo reaccionar el sistema ante al cambio

producido. Podremos establecer las condiciones ms adecuadas para cada equilibrio.

Efecto de un cambio de temperatura (a P cte)Modificar la temperatura modifica el valor de la constante de equilibrio.

Por ejemplo: Para el equilibrio de formacin del amoniaco:

N2(g) + 3H2(g) 2 NH3(g)

Kp = 40,7 a 150 C y Kp = 1,7. 10-3 a 350 C. eqreactivos

eqproductos

p][P

][PK

Segn el P. de Le Chatelier, al aumentar la temperatura el sistema tratar

de contrarrestar dicho aumento. Cmo? absorbiendo calor, con lo que la

temperatura disminuir? O desprendiendo calor, con lo que la temperatura

aumentar aun ms?

Cmo ser la sntesis del amoniaco? Endotrmica o exotrmica?

Efecto de un cambio de temperatura (a P cte)

Si DH > 0 (endotrmica): T, el equilibrio se desplazar a la derecha

Si DH < 0 (exotrmica): T, el equilibrio se desplazar a la izquierda

N2(g) + 3H2(g) 2 NH3(g)

Kp = 40,7 a 150 C y Kp = 1,7. 10-3 a 350 C.

En el caso del amoniaco la constante de equilibrio disminuye al aumentar latemperatura.

Cuanto mayor es la constante de equilibrio, mayor es la proporcin de amoniacoobtenida en el equilibrio, es decir, ms desplazado estar ste hacia la derecha, portanto se obtiene ms amoniaco trabajando a bajas temperaturas.

Como al bajar la temperatura el equilibrio se desplaza hacia la derecha, ste ser elsentido exotrmico de la reaccin, por tanto la sntesis del amoniaco () serexotrmica, mientras que la descomposicin () ser endotrmica.

eqreactivos

eqproductos

p][P

][PK

Efecto de la adicin/sustraccin de reactivos o productos gaseosos (a T y V ctes)

[reac]

[prod];

[reac]

[prod]K

eq

eq

c Q

Si agregamos productos: Q > Kc el equilibrio se desplazar a la izquierda

Si agregamos reactivos: Q < Kc el equilibrio se desplazar a la derecha

Qu ocurrir si vamos eliminando el producto, es decir, lo extraemos del recipiente segn se va formando?

La CONSTANTE DE EQUILIBRIO

slo cambia si cambia la

temperatura

El COCIENTE DE REACCIN depende de las condiciones en las que est el sistema en cada momento. De su valor deducimos

si el sistema est en equilibrio o cmo evolucionar hasta alcanzarlo.

Efecto de un cambio de volumen (a T cte)

Efecto de la presin total (a T cte)

La disminucin de V conlleva que la concentracin de todas las sustancias aumente (las molculas disponen de menos espacio). El sistema tender a

reducir las concentraciones.

Se desplaza hacia donde haya un menor nmero de moles gaseosos

Un aumento de Presin tiene el mismo efecto que una disminucin de Volumen

Se desplaza hacia donde haya un menor nmero de moles gaseosos

Adicin de un gas inerte (a T y V ctes)

Adicin de un catalizador

No altera el equilibrioV/n

V/n

[reac]

[prod]

reac

prod

No afecta al equilibrio pero hace que ste se alcance antes lo que los hace muy importantes en la industria

qumica

En la prctica las plantas que sintetizan amoniaco operan a una

presin de 100-1000 atm. y a una temperatura de 400-600 atm. En el

reactor de sntesis se utiliza -Fe como catalizador (Fe2O3 sobre

AlO3 catlisis heterognea). A pesar de todo, la formacin de NH3 es

baja con un rendimiento alrededor del 15%. Los gases de salida del

reactor pasan por un condensador donde se puede licuar el NH3

separndolo as de los reactivos que pueden ser nuevamente

utilizados.Mtodos Presin Temperatura Catalizadores

Claude 1000atm 450-500C Fe, Mo y Al2O3

Haber-Bosch 200atm 550C Fe2O3, Al 0

Americano 200-300atm 500C Fe2O3, Al 0

Casale 500-600atm 500C Fe2O3, Al 0

Fauser 200atm 500C Fe2O3, Al 0

El principio de Le Chatelier se aplica a

todos los equilibrios qumicos.

Se debe prestar especial atencin a

los estados de agregacin presentes

en el equilibrio.

Equilibrios en fase gaseosa:

Se ven alterados por cambios de T, P, V, ( ).

N2 O4 (g) 2 NO2 (g)

P Cl 5 (g) P Cl 3 (g) + Cl 2 (g)

Equilibrios heterogneos:

NH4Cl (s) NH3 (g) + H Cl(g)

Indica cmo se ver afectado el equilibrio anterior por la introduccin en el recipiente (sin variar la temperatura) de una cierta cantidad de NH4Cl (s) y deNH3 (g)

Equilibrios de precipitacin:

Como todos los equilibrios se ven afectados por la temperatura (Kps vara con la temperatura) aunque solemos trabajar siempre a temperatura ambiente

Y por cualquier perturbacin que modifique la concentracin de los iones (efecto de un in comn, aadir agua, cidos o bases si intervienen OH-, aadir NH3 en el caso de que intervenga el ion plata, etc.)

Ca(OH)2 (s) Ca 2+ (ac) + 2 OH- (ac)

El hidrxido de calcio es poco soluble. Se dispone de 100 ml. de unadisolucin saturada de dicho hidrxido. Razonar si la masa del slido,en esa disolucin aumenta, disminuye o no se altera al aadir: a) aguab)disolucin de NaOH c) disolucin de HCl d) disolucin de CaCl2.

Precipitado AgCl (s)

Disolucin saturada: Ag+(aq) y Cl- (aq)Disolucin

Ag(NH3)2+ (aq) y Cl- (aq)

Equilibrios de cido-base:

se ven afectados por la temperatura aunque solemos trabajarsiempre a temperatura ambiente, Ka y Kb varan con latemperatura, y por cualquier perturbacin que modifique laconcentracin de las especies presentes en el equilibrio.

Ac H (ac) + H2O Ac-

(ac) + H3O+

(ac)

H Cl (ac) + H2O Cl- (ac) + H3O + (ac)

Si a una disolucin de cido actico, le aadimos cido clorhdrico, Qu le ocurrir al grado de disociacin del actico? y si aadimos acetato de sodio?

Videos en youtube

Equilibrio qumico.Le Chatelier. CoCl2

Principio de Le Chatelier: Para ilustrar el efecto de la temperatura y de los cambios de concentracin.

http://www.youtube.com/watch?v=G1TN8gYVLmk

Le Chatelier: bueno para entender el efecto de los cambios de presin. Aunque est en ingls se entiende bien porque las imgenes son muy buenas.

http://www.youtube.com/watch?v=DA_wiqieC5s

Le Chatelier's Principle and Solubility Video

http://www.youtube.com/watch?v=u-N-PqPIXpc