Equilibrio Químico e Iónico: Conceptos y Aplicaciones

Reacciones Reversibles y Equilibrio Químico

• Reacciones reversibles: Reacciones químicas que se dan en ambos sentidos.
• Equilibrio químico: Denominación para cualquier reacción reversible cuando se observa que las cantidades relativas de dos o más sustancias permanecen constantes. El equilibrio químico se da cuando la concentración de las especies participantes no cambia.

Condiciones para el Equilibrio Químico

• Se establece cuando las reacciones opuestas avanzan a velocidades iguales.
• La velocidad de formación de productos a partir de reactivos es igual a la velocidad de formación de reactivos a partir de productos.

Principio de Le Châtelier

Si un sistema en equilibrio se somete a una modificación que cambie alguna de las variables que determina el estado de equilibrio, el equilibrio se desplazará hacia el lado que tiende a absorber el cambio.

Factores que Afectan el Equilibrio

• Concentración: Ejemplo: H₂ + I₂ ⇌ 2HI
• Temperatura:
  • Reacción endotérmica: CO₂ + 6H₂O ⇌ C₆H₁₂O₆ + 6O₂
  • Reacción exotérmica: Ca + ½ O₂ ⇌ CO₂
• Presión: Ejemplos: N₂O₄ ⇌ 2NO₂; 3H₂ ⇌ 2NH₃

Constante de Equilibrio (K_eq)

Valor numérico obtenido al sustituir las concentraciones molares de productos y reactivos en el equilibrio.

Importancia de K_eq

• La magnitud de K_eq indica en qué punto se lleva a cabo una reacción. Si es muy grande, la reacción tiende a avanzar a la derecha, y si es muy pequeña, la mezcla de equilibrio contendrá principalmente reactivos.
• Permite predecir la dirección de una reacción y calcular las concentraciones de reactivos y productos cuando se ha establecido el equilibrio.

Equilibrio Iónico

Ácidos y Bases

• Ácidos: En solución, donan protones.
  • Fuertes: Ácidos binarios formados por un hidrógeno y un halógeno. Oxiácidos con diferencia de dos o más átomos de oxígeno que de hidrógeno.
  • Débiles: Ácidos carboxílicos. Oxiácidos con menor diferencia entre oxígeno e hidrógeno.
• Bases (Arrhenius): En solución, producen OH^-. Bases fuertes: todos los hidróxidos.
• Bases (Brønsted-Lowry): En solución, aceptan protones. Bases débiles: amoniaco y todos sus derivados.

Sustancias Fuertes

Sustancias que en solución se disocian o se ionizan totalmente. Reacciones no reversibles, predomina el producto.

La concentración molar de H₃O⁺ o de OH^- será la misma que la inicial del ácido o base.

Soluciones Amortiguadoras

Solución formada por un ácido débil y su sal o una base débil y su sal. Su función es evitar cambios bruscos de pH cuando se adiciona un ácido o una base fuerte.