Contenido examen Quimica 4to A

El equilibrio químico

El equilibrio químico es fundamental para el estudio de gran parte de las reacciones químicas, además estamos rodeados por muchos de ellos haciendo que esté presente en nuestro día a día, tanto en nuestro entorno como en nuestro propio cuerpo.

-Por ejemplo, en la reacción mediante la cual la hemoglobina reacciona con el oxígeno disuelto en la sangre, para su transporte a los diferentes órganos del cuerpo se establece un equilibrio químico que gobierna el proceso.

-Las bebidas gaseosas que tienen una cantidad de dióxido de carbono (CO2) disuelto, su disolución dependerá entre otras cosas de la presión dentro y fuera del recipiente, cuando está cerrado posee una cantidad determinada de CO2 disuelto en equilibrio, en el momento que se abre hay un cambio de presión que permite mantener el equilibrio químico en la disolución, la cantidad de CO2 disuelto disminuye y parte pasa al ambiente en forma gaseosa.

Así como estos ejemplos, podemos encontrar otros en la naturaleza, en la industria y en los seres vivos; el estudio de ellos permite su manipulación para determinados _nes, por ello la importancia en adquirir conocimientos y comprensión de estos fenómenos que nos rodean y, si alguna vez necesitamos interactuar con ellos, podremos entender su comportamiento así como explicar a las personas que lo necesiten.

Tipos de equilibrio químico 

REACTANTES            PRODUCTOS     

(Reacciones irreversible)  reacciones de combustión

En los estados de equilibrio las reacciones químicas se dan en dos direcciones, una en sentido de los productos (reacción directa) y otra en el sentido de los reactantes (reacción indirecta o inversa), este tipo de reacciones se denotan con flechas en ambos sentidos de la siguiente manera:

Reacciones reversible)  Un ejemplo de estas reacciones pude ser la oxidación del magnesio (Mg) con oxígeno (O2) para producir óxido de magnesio (MgO)

 Llega un punto en la reacción química donde la rapidez de formación de productos es igual a la rapidez de formación de reactantes, en este momento se dice que el sistema está en equilibrio químico.

Para clasificar a los equilibrios químicos de manera sencilla se usan los términos equilibrio homogéneo y equilibrio heterogéneo tal y como su nombre lo indica;

 En los equilibrios homogéneos las especies involucradas están en un mismo estado físico,

El equilibrio es heterogéneo las especies involucradas están en distintos estados

Dentro de esta clasificación podemos mencionar varios tipos de equilibrios importantes, por ejemplo;

-Los equilibrios ácido-base presentes en el cuerpo humano,

-Equilibrios en reacciones de óxido-reducción como los que alcanzan las pilas cuando se agotan.

-Equilibrios químicos de precipitación presentes en cualquier disolución saturada, donde la rapidez con la que el soluto pasa a disolución es la misma con la que el soluto dentro de la disolución vuelve a su estado inicial.

El conocimiento de estos equilibrios mencionados anteriormente es muy importante en la industria química, muchas veces se deben manipular para tener el resultado deseado, haciendo que se favorezca la formación de productos.

El equilibrio químico depende de variables como la concentración, la presión y la temperatura, estas son manipuladas para llevar la reacción a resultados esperados.

¿Sabías que...? El cuerpo humano segrega ácido y órganos como los riñones se encargan de eliminar sus excesos del cuerpo, manteniendo el equilibrio ácido-base del mismo

La constante de equilibrio

Constante de equilibrio (K), esta constante nos indica si la reacción se encuentra favorecida a la formación de productos o a la formación de reactantes,

Dependiendo de su valor podemos saber el comportamiento de la reacción, por ejemplo, si la constante es mayor a uno la reacción esta favorecida a la formación de productos mientras que si es menor a uno estará favorecida la formación de reactivos.

Industrialmente, la labor de muchos científicos es buscar la manera de modificar las condiciones de la reacción para favorecer la formación de productos.

- Las variables que modifican el equilibrio son la presión, la temperatura y la concentración; la manera como afectan estas variables va a depender de cada reacción.

 Por ejemplo, si la reacción es endotérmica o exotérmica, si está en fase gaseosa o líquida, si reactivos y productos están en la misma fase, la rapidez de la reacción se puede llevar sin comprometer el equilibrio.

El mundo que habitamos está lleno de procesos y productos químicos, naturales, industriales y biológicos, el conocimiento de ellos nos ayuda a entender con mayor facilidad muchos de estos y servirán como una motivación para las personas que decidan formarse y especializarse en el área científica, tanto en el área de procesos químicos como en el área de investigación y desarrollo de nuevas y más eficientes tecnologías.

Con respecto a la temperatura, hay reacciones químicas que absorben energía del medio para llevarse a cabo denominándose reacciones endotérmicas, mientras que hay otras que producen energía como producto de la reacción denominadas reacciones exotérmicas. Esta energía que el sistema puede intercambiar con su entorno se denomina entalpía (    H) y su variación entre el estado final e inicial de la reacción tendrá un valor positivo para las reacciones endotérmicas y negativo para las exotérmicas.

 La escala de pH

En cuanto la acidez se refiere, al agua se define como una sustancia neutra, debido a que la concentración de los protones o iones hidronios (H+) es igual a la concentración de iones oxidrilo o hidroxilo (OH-); es decir, [H+]= [OH-]

El agua pura se ioniza de la siguiente manera en disolución.

 Según esta ecuación, se puede expresar una constante de equilibrio que se conoce como la constante del producto iónico de agua (Kw) =1,0•10^-14.

El pH se define como el logaritmo negativo de base 10 de la actividad de los iones hidrógeno: