Factores Clave que Modifican el Equilibrio Químico: Principio de Le Chatelier

El Principio de Le Chatelier y los Factores que Modifican el Equilibrio Químico

Cuando un sistema en equilibrio es perturbado desde el exterior, modificando sus condiciones, este se desplazará en el sentido (reactivos o productos) que tienda a contrarrestar dicha perturbación. De esta manera, podemos justificar los factores que modifican el estado de equilibrio:

1. Cambios en las Concentraciones

Al añadir más cantidad de una sustancia a un sistema en equilibrio, este se desplazará hacia el lado donde no esté presente dicha sustancia con el objetivo de contrarrestar su adición.

Sin embargo, al retirar una sustancia, el sistema se desplazará hacia el lado donde se encuentre dicha sustancia para compensar su retirada. ¡Cuidado con los sólidos y líquidos puros! Su adición o retirada no altera el equilibrio.

2. Cambios en la Presión y el Volumen

Al aumentar la presión (o disminuir el volumen) de un sistema en equilibrio, este se desplazará hacia el lado donde sea menor el número de moles gaseosos con el objetivo de contrarrestar dicha perturbación (ya que a menor número de moles gaseosos, menor presión). Por el contrario, al disminuir la presión (o aumentar el volumen), se desplazará hacia donde sea mayor el número de moles gaseosos para compensarlo (mayor presión).

Si Δn = 0 (el cambio en el número de moles gaseosos es cero), el equilibrio no se verá alterado por cambios en la presión.

3. Cambios en la Temperatura

Para una reacción genérica como:

aA(g) + bB(g) ⇌ cC(g) + dD(g) con ΔH > 0

La reacción anterior indica que el proceso directo (→) es endotérmico (absorbe energía) y, por tanto, el proceso inverso (←) será exotérmico (desprende energía).

Un aumento de la temperatura en un sistema en equilibrio provocará que este trate de contrarrestar dicha perturbación (Principio de Le Chatelier) favoreciendo la reacción endotérmica (que, al absorber energía, disminuirá la temperatura del sistema). Mientras que una disminución de la temperatura provocará que este trate de compensar dicha perturbación favoreciendo la reacción exotérmica (que, al desprender energía, aumentará la temperatura del sistema).

Es muy importante recordar que el valor de Kp y Kc solo varían con la temperatura: Si el proceso directo es endotérmico, el valor de Kp y Kc varía en el mismo sentido que la temperatura y, por el contrario, si es exotérmico, en sentido contrario.

4. Efecto de un Catalizador

Como vimos en el tema de Cinética, la adición de un catalizador produce un aumento de la velocidad de la reacción por disminución de la energía de activación. Sin embargo, no altera el valor de las variables termodinámicas (ΔH, ΔG) porque el catalizador ni aporta ni consume energía del sistema. De esta manera, podemos afirmar que un catalizador no produce ningún cambio en el estado de equilibrio.