3.2. Principio de Le Chatelier
Como hemos visto, el equilibrio químico representa un balance entre las reacciones directa e inversa. Las variaciones en las condiciones experimentales pueden alterar este balance y desplazar la posición de equilibrio, haciendo que se forme mayor o menor cantidad del producto deseado.
La variación de uno o varios de los siguientes factores pueden alterar la condición de equilibrio:
- La temperatura
- La presión
- El volumen
- La concentración de reactantes o productos
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El Principio de Le Chatelier establece que, si un sistema en equilibrio se somete a un cambio de condiciones, éste se desplazará hacia una nueva posición a fin de contrarrestar el efecto que lo perturbó y recuperar el estado de equilibrio. |
Variación de la Temperatura
Una ecuación exotérmica como:
Se puede escribir asi:
Y una ecuación endotérmica como:
Se puede escribir así:
De donde podemos observar que un incremento de temperatura favorecerá el sentido que consuma parte de ése exceso de calor, mientras que una disminución de la temperatura favorecerá el sentido que regenere parte del calor eliminado.
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En conclusión: Si se incrementa la temperatura, se favorece el sentido endotérmico de la reacción. Una disminución de la temperatura, favorece el sentido exotérmico de la reacción. |
Variación de la Presión y el Volumen
Si aumenta la presión de un sistema gaseoso en equilibrio, disminuye el volumen, entonces el sistema se desplaza hacia donde hay menor número de moles.
Si la presión de un sistema gaseoso en equilibrio disminuye, el volumen aumenta, entonces el sistema se desplaza hacia donde hay mayor número de moles.
Por ejemplo, para la siguiente reacción:
Observamos que al disminuir el volumen del sistema en equilibrio, se incrementa presión interna, en consecuencia la reacción buscará disminuirla, desplazándose hacia donde haya menor número de moles, por lo tanto se favorece el sentido directo de la reacción, hasta restablecer el estado de equilibrio.
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En conclusión: Si aumenta la presión de un sistema gaseoso en equilibrio, el sistema se desplaza hacia donde hay menor número de moles. Si disminuye la presión de un sistema gaseoso en equilibrio, el sistema se desplaza hacia donde hay mayor número de moles. Si disminuye el volumen de un sistema gaseoso en equilibrio, el sistema se desplaza hacia donde hay menor número de moles. Si aumenta el volumen de un sistema gaseoso en equilibrio, el sistema se desplaza hacia donde hay mayor número de moles. |
Variación de la Concentración
Cuando aumenta la concentración de una sustancia que se encuentra en un sistema en equilibrio, el sistema se desplazará de modo que utiliza parcialmente la sustancia que se adicionó.
La disminución de la concentración de una sustancia que se encuentra en un sistema en equilibrio, ocasionará que el sistema se desplace en el sentido que le permita reemplazar parcialmente la sustancia que se removió.
El valor de la constante de equilibrio, K, no varía.
Para la siguiente reacción en equilibrio:
Si se agrega oxígeno, el sistema reacciona consumiendo parte del exceso, hasta restablecer el equilibrio:
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En conclusión: Si se incrementa un reactivo, el sistema lo consumirá parcialmente, favoreciendo el sentido directo de la reacción. Si se incrementa un producto, el sistema lo consumirá parcialmente, favoreciendo el sentido inverso de la reacción. |
Efecto del Catalizador
Un catalizador actúa sobre la rapidez con la que se alcanza el equilibrio, pero no modifica la composición de la mezcla, por lo tanto, no afecta el valor de la constante de equilibrio.
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Ejercicio En base a la gráfica mostrada:
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