Origen De Las Espoecies

Universidad Nacional de El Salvador

Facultad de Química y Farmacia

Departamento de Química, Física y Matemática

Sección Matemática

Asignatura: Matemática II

Trabajo de Investigación

“Equilibrio Químico”

Presentado por: Irma Yaneth Azahar Lam

Diana Marisol Martínez Pérez

Liz Mariel Ramírez Zepeda

Lucía Esmeralda Segura Figueroa

Katia Vanessa Quijada Gallardo

Coordinadora: Liz Mariel Ramírez Zepeda

Profesor: Ing. Eduardo Ernesto Medrano

Grupo de Teoría: 03

Grupo de discusión: 03

Ciudad Universitaria, 8 de Diciembre de 2010

Índice

Página

Índice 2

Introducción 3

Objetivos 4

Marco Teórico: 5

Definición de Equilibrio Químico 5

Clasificación de Equilibrio Químico 5

Factores que afectan el equilibrio químico 5

La ley de Dalton en los gases ideales 7

Condiciones en las cuales se puede aplicar

la ley de Dalton en los gases ideales 8

Desarrollo matemático 9

Expresión matemática de la constante de equilibrio

para un sistema homogéneo en estado gaseoso 9

Ilustración del método contable en la reacción

〖2NOBr〗_((g))↔〖2NO〗_((g) )+〖Br〗_(2(g)) 9

Aplicación del método de Newton en el cálculo de la Presión parcia

De cada gas en un sistema gaseoso en equilibrio 10

Determinación de la presión final total 11

Aplicaciones 12

Conclusiones 13

Recomendaciones 14

Referencias 15

Introducción

En el presente trabajo presentamos el equilibrio químico descrito desde diferentes puntos de vista, comenzamos dándole una definición al equilibrio químico que se llega a alcanzar cuando las velocidades de las reacciones directas e inversas se igualan a las concentraciones de los reactivos y productos permanecen constantes; siendo así un proceso dinámico, a partir de esta definición podemos decir que el equilibrio químico se clasifica en dos tipos en un equilibrio homogéneo y en un equilibrio heterogéneo.

Tanto la química como la matemática siempre tienen que ir a la par ambas son un complemento muy necesario y de gran utilidad para los estudiantes de química y farmacia herramientas muy importantes para el estudio del equilibrio químico. Ambas ciencias han sido utilizadas para la realización de presente trabajo.

Nuestro trabajo va enfocado a la explicación del equilibrio químico a través de la siguiente reacción química:

〖2NOBr〗_((g))↔〖2NO〗_((g) )+〖Br〗_(2(g))

Utilizando los conocimientos químicos como los factores que afectan el equilibrio químico y conocimiento matemático como el método de newton nosotros como grupo de trabajo hemos dado respuestas a diferentes interrogantes que a través del presente trabajo se nos plantean

Objetivos.

Objetivo General: Estudiar la constante de el equilibrio de una reacción química homogénea en el estado gaseoso.

Objetivos Específicos:

• Definir el Equilibrio Químico

• Explicar la clasificación de Equilibrio Químico

• Explicar los factores que afectan el Equilibrio Químico

• Explicar la ley de Dalton en los gases ideales.

• Determinar la constante del equilibrio por medio de una expresión matemática para un sistema homogéneo en estado gaseoso.

• Ilustra el método contable en la siguiente reacción:

2NOBr (g) ↔2NO (s) + Br2 (g)

• Aplicar el método de newton en el cálculo de la presión parcial de cada gas en un sistema gaseoso en equilibrio.

• Determinar la presión final total.

Marco Teórico

Definición de Equilibrio Químico.

El equilibrio químico se llega a alcanzar cuando las velocidades de las reacciones directas e inversas se igualan a las concentraciones de los reactivos y productos permanecen constantes; siendo así un proceso dinámico

Clasificaciones del equilibrio químico:

El equilibrio químico se clasifica en

• Equilibrio Homogéneo

• Equilibrio Heterogéneo

Equilibrio Homogéneo: se aplican a las reacciones en las que todas las especies reactivas se encuentran en la misma fase. Por ejemplo:

N2O4 (g) ↔ 2NO2 (g)

Equilibrio Heterogéneo: en una reacción reversible en la que intervienen reactivos y productos en distintas fases conducen a un equilibrio heterogéneo. Por ejemplo:

CaCO3 (s) ↔ CaO (s) + CO2 (g)

Factores que afectan el equilibrio

El equilibrio químico representa un balance entre las reacciones directa e inversa. Los cambios en las condiciones del sistema o del entorno pueden alterar el balance y desplazar la posición de equilibrio para que se forme mayor o menor cantidad de producto deseado.

En un sistema de equilibrio se puede perturbar:

Cambios en la concentración

Cambios de presión o volumen

Cambios de temperatura

Presencia de catalizadores

Para comprender los factores que afectan el equilibrio químico, se partirá del principio de Le Châtelier, que fue formulado por el químico francés Henri Louis Le Châtelier en el año de 1888, que establece lo siguiente: si se aplica una tensión externa a un sistema en equilibrio, el sistema se ajusta de tal manera que se cancela parcialmente dicha tensión alcanzando una nueva posición de equilibrio desplazará. Siendo “tensión” un cambio de concentración, presión, volumen, temperatura o en presencia de un catalizador que altera el estado de equilibrio de un sistema.

Cambios en la concentración

Si se disminuye la concentración de un sistema en equilibrio químico, éste se desplazará hacia el lado de la ecuación que ha sido afectado, en cambio, si se aumenta la concentración, el equilibrio se desplazará hacia el lado contrario de la adición. Por ejemplo:

〖2NOBr〗_((g))↔〖2NO〗_((g) )+〖Br〗_(2(g))

Si se disminuye la concentración de 〖NO〗_((g) ), el equilibrio se desplazará hacia la derecha, donde están los productos, ya que, Bromuro de Nitrosilo (〖NOBr〗_((g) )) se está descomponiendo para formar más 〖NO〗_((g) ). En el caso de que la concentración de 〖NOBr〗_((g) ) aumenta, el equilibrio se desplazará hacia la derecha, favoreciendo la formación de productos.

Cambios de presión o volumen

Cuando se aumenta la presión de un sistema en equilibrio, este se desplaza en la dirección que tiende a disminuir la presión o en la dirección que se produzca el menor volumen. A continuación se presenta un cuadro, donde se muestra hacia donde se desplaza el equilibrio cuando se aumenta o disminuye la presión o el volumen en el sistema en equilibrio.

Cambio Desplazamiento del equilibrio

Aumenta la presión Al lado con menos moles de gas.

Disminuye la presión Al lado con más moles de gas.

Aumenta el volumen Al lado con más moles de gas.

Disminuye el volumen Al lado con menos moles de gas.

〖2NOBr〗_((g))↔〖2NO〗_((g) )+〖Br〗_(2(g))

Así para este ejemplo, si aumentamos la presión el equilibrio se desplazará hacia la formación de reactivos y consecuentemente su volumen también disminuye. Y al disminuir su presión el equilibrio se desplaza a la formación de productos y su volumen aumenta.

Cambios de temperatura

Cuando se aumenta la temperatura en un sistema en equilibrio, este se desplazará en el sentido que absorba el calor aplicado.

Hay dos tipos de variación con la Temperatura:

Exotérmica: que es aquella que libera o desprende calor. Por ejemplo:

A + B ←→ C + D + Calor

En este caso se puede apreciar que si aumentamos la temperatura, habrá un del equilibrio hacia los reactivos, y será hacia los productos si se disminuye.

Endotérmica: Es aquella que absorbe el calor. Por ejemplo:

A + B + Calor ←→ C + D

En este otro caso, se aprecia que al disminuir la temperatura afecta visiblemente a los reactivos produciéndose un desplazamiento del equilibrio hacia estos. En cambio si aumentamos la temperatura se verá que el equilibrio se irá hacia los productos.

Es importante hacer notar que a bajas temperaturas, la reacción requiere

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