¿Qué son las constantes de equilibrio?

Algunas acciones químicas proceden irreversiblemente en una dirección. Un ejemplo de esto es la quema de gas de hidrógeno (H) en oxígeno (O) para producir agua, como se muestra en la Fórmula 2 H 2 + O 2 => 2 H ₂ o. La reacción opuesta, 2 h ₂ o => 2 h ₂ + o ₂ no ocurre en estas condiciones, sin importar cuánto tiempo pase. Hay reacciones reversibles, como el químico Claude-Louis Berthollet descubrió en 1803. Las reacciones reversibles proceden en una dirección hasta que las reacciones inversas se convierten en las favoritas, lo que resulta en un equilibrio y hace posible el cálculo de las constantes de equilibrio.

tales constantes de equilibrio se han derivado de las relaciones matemáticas reveladas a tiempo a través de los esfuerzos de muchos científicos. Estas relaciones utilizan las proporciones de concentraciones de especies disueltas en el sistema de reacción. Un ejemplo simple es la ionización del ácido acético. Otro es el desglose reversible del Dinitr.Tetroxido de ogen. En estos, como en todos los ejemplos, las constantes de equilibrio dependen de condiciones del sistema como la temperatura.

El ácido acético se disocia en un ion de hidrógeno positivo más un ion de acetato negativo. Lo que hace que la reacción sea reversible es que estos iones pueden y se recombinarán en moléculas ácidas. Otras moléculas de ácido acético se disocian para reemplazar las que se han recombinado. El resultado es el equilibrio, que conduce a una expresión matemática. Las concentraciones de iones y ácidos se relacionan con la constante de equilibrio por la expresión k = [H+] [AC-]/[HAC]. Lógicamente, la constante de equilibrio para la reacción inversa es el inverso de esta k, porque la concentración de ácido se convierte en el numerador y las concentraciones de iones se convierten en el denominador.

Para el tetroxido de dinitrógeno, que contiene nitrógeno (N) y oxígeno, la reacción química está escrita n ₂ o ₄ ⇆ 2 no ₂ .Cualquier cambio en la proporción de estas dos especies en un sistema cerrado depende del cambio en la presión del sistema; Para cada molécula de tetroxido que se descompone, dos moléculas de forma de dióxido de nitrógeno, aumentando la presión. Esto requiere energía y, más allá de un punto, desfavorece la división. La ecuación lee k = [no ₂ ] [no ₂ ]/[n ₂ o ₄ ]. En cuanto al ácido acético, la constante de equilibrio para la reacción inversa, como para todas las constantes de equilibrio para todas las reacciones inversas, es el inverso de este k.

Reacciones irreversibles obedece las mismas relaciones matemáticas que aquellas reacciones que son reversibles. En tales casos, sin embargo, el denominador se convierte en 0 o infinito, si uno examina la reacción directa o la reacción inversa. Esto sugiere una constante de equilibrio que tiene un valor opuesto, de infinito o de 0. Dicha información es inútil. También es interesante la posibilidad de conducir una reacción a la finalización, por lo que es irreversible al eliminar uno de los tLos productos del sistema, como a través de una membrana semipermeable que conserva los reactivos.