Equilibrio Químico. b) La reacción directa y la reacción inversa conducen al mismo estado de equilibrio.

Transcripción

1 . Introuón Equlro Químo ermonám. em 4 El esto e equlro e ls reones químs reversles en sstems y onstntes tene ls sguentes rterísts: ) L omposón e los omponentes e l reón no vrí en el tempo. or eso, es posle efnr un onstnte e equlro. ) L reón ret y l reón nvers onuen l msmo esto e equlro. ) El equlro es námo. ermonám. em 4. Gro e vne e un reón quím Conseremos l evoluón e un reón quím rreversle: Reón A + B C + D Moles nles Moles ntermeos -= (-) -= (-) Moles fnles A C A A C C ( )

2 ermonám. em 4 En generl, A A B B C C D D te S prtmos e ntes estequométrs e retvos y proutos e gules los oefentes estequométros e l reón, el gro e vne e l reón ( ) se efne omo el oente entre el mo totl en el número e moles e un espee y su oefente estequométro.. Conón e equlro e un reón ermonám. em 4 A prtr e l euón e Gs-Helmholtz: G A y onstntes A tempertur y presón onstntes, el rtero e espontne vení efno por G < y el e equlro por G =. Así, μ n μn S V Conón e espontne G μ n μ n Conón e equlro

3 ermonám. em 4 En funón el gro e vne Así, G μ ξ G ξ μ G ξ μ G ξ μ Conón e espontne Conón e equlro El sstem evoluon en onones e y onstntes h un mínmo e l funón G. Vrón e G en funón e ermonám. em 4

4 ermonám. em 4 4. Constntes e equlro e un reón 4. L onstnte e equlro termonám, A + B C + D En generl, L onón e equlro es: y G μ (C) G (D) G G μ (), eq μ R ln (A) G μ (B) Susttuyeno, μ or tnto, Done, R ln () R ln μ R ( ( ) ) ermonám. em 4 ln( ) Constnte termonám e equlro C A D B 4

5 or tnto, R ln ermonám. em 4 -R ln Euón el equlro químo L onstnte e equlro termonám sólo epene e l tempertur. Stuón e no equlro: G R ln Q Equlro Heterogéneo ermonám. em 4 El oefente e tv e los sólos es gul μ uno. μ V or tnto, Ejemplo, μ μ μ, eq (s) + 4 CO (CO) 4 (CO) 4 CO 4 5

6 ermonám. em 4 4. Ls onstntes e equlro y r un gs rel f Luego, f () r un gs el, () L relón entre ls os onstntes es Constnte e equlro en funón e fuges (gs rel) Constnte e equlro en funón e ls presones prles, () γ γ γ Constnte e oefentes e tv, ermonám. em 4 4. L onstnte e equlro C A + B C + D Luego, Como C A D B n V R, eq R C A R R D B R R 6

7 ermonám. em 4 omno = mol/l (onentrón estánr) C A D B R = r C A D B R R Δ Constnte e equlro en funón e l onentrón molr, () ermonám. em L onstnte e equlro A + B C + D Luego, Como, eq C A D B C A D B C A D B 7

8 ermonám. em 4 Luego, C A D B Δ (, ) Constnte e equlro en funón e l frón molr, ermonám. em ropees e ls onstntes e equlro r gses eles. S = = = γ = γ sólo epene e l tempertur Vlor numéro Desplz. e l reón S térmno entrópo esprele S térmno entálpo esprele >> G < H < S > << G > H > S < Reorr. e R ΔS 8

9 ermonám. em 4 Su vlor epene e l reón onser: H / O H O H HO O / H H O H O ' O HO / H O H O ermonám. em 4 L onstnte e reón ret e nvers son nversmente proporonles: H H H H H H H ' H H H 9

10 ermonám. em 4 5. Influen e l tempertur en l onstnte e equlro Hemos vsto, - ln () R Dervno respeto l tempertur: ln R Reorno que, - y tomno ervs totles Así, ln R Y seno que, ln Integrno, - R ln - ermonám. em 4 Euón e vn t Hoff Euón e vn t Hoff R S l vrón e entlpí es nepenente e l tempertur, ln ln R (/)

11 ermonám. em 4 S l vrón e entlpí sgue l ley e rhoff ΔC Así, 98,5 ΔC ( - 98,5) Luego, ln E ntegrno ln ln 98,5 R 98,5 R 98,5 ΔC 98,5 R ΔC R 98,5 98,5 ΔC 98,5 R ΔC R (ln ln98,5) ermonám. em 4 6. rnpo e Le Chteler (esplzmento el equlro químo) El mo e un e l vrles termonáms que etermnn el equlro e un sstem provo su esplzmento en el sento en que se ontrrrest h vrón.

12 ermonám. em 4 6. Efeto e l vrón e tempertur Al umentr l tempertur el sstem reon en el sento en que sore lor. Al smnur l tempertur el sstem reon en el sento en que esprene lor. Al umentr l tempertur el equlro se esplz h l zquer, s l reón es eotérm. Euón e vn t Hoff pr un reón entre gses eles (sno eerí usrse ): ln ;S y ln R ermonám. em 4 Al umentr l tempertur el equlro se esplz h l ereh, s l reón es enotérm. Euón e vn t Hoff pr un reón entre gses eles (sno eerí usrse ): ln R ;S y ln Ejemplo. H H 98,5-9, kj/mol equlro zquer equlro ereh

13 ermonám. em 4 6. Efeto e l vrón e presón totl Al umentr l presón el sstem reon en el sento e l reón gener un menor número e moles gseosos. Ejemplo. S umento l presón O Cl 5 Cl H O Cl H Δ Δ Δ ohy esplzmento Desplzmento l zquer Desplzmento l ereh Δ ermonám. em 4 6. Efeto e l vrón e onentrón (o presón prl) Al umentr l onentrón (o presón prl) e un retvo o prouto, el sstem reon en el sento en que se onsum h ón. A + B C + D C A D B S A ument, pr restleer elequlro (vlor e ), ee umentr C y/o D

14 Ejemplo. ermonám. em 4 H H S ñmos (H ), el equlro se esplz l ereh S qutmos (H ), el equlro se esplz l zquer S ñmos H, el equlro se esplz l zquer S qutmos H, el equlro se esplz l ereh S ñmos un gs nerte, el equlro no vrí 4