Hola, en este vídeo vamos a continuar con el concepto de equilibrio químico y lo vamos a abordar desde un punto de vista energético. Vamos a ver esta reacción hipotética donde A se transforma en B, para ver qué ocurre con la energía de un sistema en equilibrio. En este gráfico estamos representando energía libre en función del progreso de la reacción. A la izquierda partimos de la solución A pura.
es decir, 100% de A. A medida que nos corremos en el eje de las X hacia la derecha, va aumentando la proporción de B, y por lo tanto, disminuyendo la de A, hasta llegar al punto donde tenemos la solución de B pura, es decir, 100% de moléculas de B. Si vemos, la energía libre varía en el transcurso de la reacción, y hay un punto que tiene... menor energía libre de Gibbs, que se corresponde con el equilibrio químico.
El equilibrio químico constituye un pozo energético, es el punto de menor energía libre de Gibbs. Como el equilibrio químico corresponde al punto de menor energía, es el más estable, por lo que el sistema va a tender a desplazarse de forma espontánea hacia ese punto. Entonces, el carrito va a tender a ir hacia la posición de equilibrio y una vez que lo alcanza no se va a desplazar de forma espontánea hacia otra posición, a no ser que le aportemos energía.
En este ejemplo el equilibrio se alcanza con estas proporciones de reactivos y productos, con 20% de A y 80% de B. Entonces podemos calcular la constante de equilibrio que si recuerdan se calcula como La concentración de producto en el equilibrio dividido la concentración de reactivo en el equilibrio. Entonces va a ser la concentración de B dividido la concentración de A.
En este caso las proporciones son 80 y 20, por lo tanto la constante de equilibrio es 4. Bueno, ahora imaginemos que partimos de la sustancia A pura, es decir... 100% de A. Entonces la reacción favorecida va a ser la reacción directa hacia la derecha, dado que la reacción se desplaza de forma espontánea hacia la posición de equilibrio, hacia el punto de menor energía. En este punto de avance de la reacción las proporciones de A y B son iguales. Tenemos 50% de A y 50% de B.
Pero aún no alcanzamos la posición de equilibrio, ya que no nos encontramos en el punto de menor energía libre. Por lo tanto, si nos paramos en estas concentraciones de A y B, la reacción favorecida seguirá siendo la directa hacia la formación de productos. Cuando finalmente se alcanzan las proporciones de A y B del equilibrio, en este ejemplo serían 20% de A y 80% de B, las velocidades de la reacción directa e inversa son iguales y las concentraciones de A y B se mantendrán constantes en el tiempo.
Este punto es el más estable, ya que como dijimos es el de menor energía libre. Las proporciones de reactivos y productos en el equilibrio van a depender de la reacción. Hay reacciones como esta que van a alcanzar la posición de equilibrio con mayor concentración de productos que de reactivos y por el contrario Gracias. Hay reacciones que van a alcanzar el equilibrio químico con mayor concentración de reactivos que de productos. Es importante aclarar que en general las concentraciones de reactivos y productos en el equilibrio no son iguales.
Por último, imaginemos que partimos de la sustancia B pura. Si nos paramos en este punto, la reacción favorecida va a ser la reacción inversa de B a A. hasta que se alcance la posición de equilibrio donde las velocidades de la reacción directa e inversa van a ser iguales. Con este video terminamos el tema de equilibrio químico. Les recomiendo que consulten la bibliografía disponible y además nos pueden plantear las dudas que les surjan a través de los foros de EVA.