Principio de Le Chatelier y Factores que Afectan la Velocidad de Reacción

Constante de Equilibrio

En el equilibrio químico, las concentraciones de los reactivos y los productos se encuentran en una relación numérica constante. Para una reacción reversible general:

aA + bB ⇌ cC + dD

La expresión de la constante de equilibrio (K_eq) se define como:

K_eq = [C]^c[D]^d / [A]^a[B]^b

• Si K < 1: La concentración de reactivos es mayor; la reacción (Rx) es poco favorable hacia los productos.
• Si K > 1: La concentración de productos es mayor; la reacción es favorable y es más sencilla la formación de producto.

Al calcular la K_e de una reacción, únicamente se toman en cuenta las concentraciones de las especies químicas que se encuentran en estado gaseoso, ya que los sólidos y líquidos puros no afectan al equilibrio químico.

Velocidad de Reacción (Rx)

La velocidad de reacción es la variación de la concentración de los reactivos por unidad de tiempo que se convierten en productos. A menor tiempo de reacción, mayor es la velocidad; por lo tanto, el tiempo y la velocidad de reacción son inversamente proporcionales.

Efecto de la Presión

La variación de la presión en un sistema en equilibrio solo influye cuando intervienen sustancias en estado gaseoso y se verifica una variación en el número de moléculas entre reactivos y productos.

Ejemplo: 2SO_2(g) + O_2(g) ⇌ 2SO_3(g)

• Si la presión aumenta: La reacción se desplaza hacia la derecha (donde hay menos moléculas en estado gaseoso).
• Si la presión disminuye: La reacción se desplaza hacia la izquierda (hacia los reactivos), debido a que hay más moléculas en estado gaseoso.

Principio de Le Chatelier

Existe una regla fundamental que ayuda a predecir la dirección en que se desplazará el equilibrio cuando cambia alguno de los factores que afectan el sistema. Según el Principio de Le Chatelier, si se aplica una tensión externa a un sistema en equilibrio, el sistema se ajusta de tal manera que se cancela parcialmente dicha tensión (cambios de presión, concentración o temperatura). Le Chatelier establece que hay factores externos que afectan el equilibrio del sistema y que este siempre busca restablecer su estado de equilibrio.

Efecto de la Concentración

• Aumento de la concentración: Un incremento en la concentración de uno de los reactivos hace que el equilibrio se desplace hacia la formación de productos (hacia la derecha).
• Disminución de la concentración: En el caso de que se disminuya la concentración de uno de los reactivos, el sistema compensará dicha falta desplazándose hacia la formación de reactivos (hacia la izquierda).