EQUILIBRIO QUIMICO

EQUILIBRIO QUIMICO

Una reacción reversible es aquella en que los productos de la reacción interactúan entre sí y

forman nuevamente los reaccionantes. En la siguiente representación de una reacción

reversible

aA + bB ↔ cC + Dd

los reaccionantes A y B se transforman en los productos C y D, y estos a su vez reaccionan

entre sí y forman nuevamente A y B. La primera de las reacciones se considera como la

reacción directa o a la derecha y la segunda es la reacción inversa o a la izquierda. Las

letras minúsculas a, b, c, d, son los coeficientes de la reacción balanceada.

El equilibrio químico es el estado alcanzado en una reacción reversible en que la velocidad

de la reacción a la derecha, rD, es igual a la velocidad de la reacción a la izquierda, rI, es

decir que

rD = rI

En los procesos químicos celulares ocurren tanto reacciones irreversibles como reversibles.

Las reacciones irreversibles son importantes en la determinación de la dirección de los

procesos. Las reacciones reversibles en un proceso metabólico permiten su fácil inversión,

además de las grandes variaciones de flujo que se ocasionan con pequeños cambios en las

concentraciones de sustratos o productos. Algunas rutas metabólicas deben funcionar en

direcciones opuestas según la ocasión. Por ejemplo, en ciertas ocasiones el hígado

transforma glucosa en piruvato (glucólisis), pero en otras convierte piruvato en glucosa

(gluconeogénesis).

Constante de equilibrio de una reacción química

El estado de equilibrio de una reacción química, a una temperatura dada, se define en

Equilibrio Químico

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términos de la composición de la mezcla en equilibrio mediante la denominada Constante

de Equilibrio. La expresión matemática para la constante de equilibrio, Ke, de la reacción

química anterior, en función de las concentraciones en el estado de equilibrio, es:

[ ] [ ]

[ ] [ ]

c d

D e e

a b

I e e

Ke K C D

K A B

= =

siendo KD y KI las constantes de velocidad de reacción a la derecha y a la izquierda,

respectivamente y el subíndice "e" indica las correspondientes concentraciones en el estado de

equilibrio químico.

La constante de equilibrio expresa una relación que debe existir entre las concentraciones

de los componentes de una reacción química cuando esta se encuentre en equilibrio.

Además, es una relación entre las constantes específicas de velocidad de reacción directa e

inversa

Para la reacción de síntesis del amoníaco a partir de nitrógeno e hidrógeno, la expresión

para la constante de equilibrio es

N2(g) + 3H2(g) ↔ 2NH3(g)

2

3

3

2 2

[ ( )]

[ ( )][ ]

e

e e

Ke NH g

N g H

=

Para la reacción de descomposición del ácido carbónico en bióxido de carbono y agua, la

expresión matemática para la constante de equilibrio químico es

H2CO3(l) ↔ CO2(g) + H2O(l)

2 2

2 3

[ ( )] [ ( )]

[ ()]

e e

e

Ke CO g H O l

H CO l

=

Equilibrio Químico

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Para la reacción de esterificación entre el ácido acético, AA, y el alcohol etílico, AE, para

producir acetato de etilo, ACE, y agua, la expresión matemática para la constante de

equilibrio es

AA + AE ↔ ACE + A

[ ][ ]

[ ][ ]

e e

e e

Ke ACE A

AA AE

=

Concepto y representación gráfica del equilibrio de una reacción química

En un principio las concentraciones de los reaccionantes, A y B, están en su máximo

mientras que las concentraciones de los productos, C y D, están en cero. En el momento de

mezclar los reaccionantes, la reacción directa se inicia a la máxima velocidad y disminuye

gradualmente, mientras que la reacción inversa se inicia a velocidad cero y aumenta

gradualmente a medida que aumentan las concentraciones de C y D. Después de un cierto

tiempo

...