Test equilibrio quimico/ principio de Le Chatelier

¿Cuál de las siguientes afirmaciones describe mejor lo que es el equilibrio químico?

• El estado en el que una reacción química ha cesado por completo.

• El punto en el que la concentración de los reactivos es exactamente igual a la concentración de los productos.

• La condición en la que solo los productos están presentes en el recipiente de reacción.

• El estado de una reacción química reversible en el que la velocidad de reacción directa es igual a la velocidad de reacción inversa.

Answer explanation

Esta es la definición precisa y fundamental del equilibrio químico.

El principo de Le Chatelier establece:

• Las perturbaciones no necesariamente alteran un equilibrio químico.

  
  

• Si se altera un sistema en equilibrio, no tiene la posibilidad de equilibrarse nuevamente.

• Al perturbar un sistema en equilibrio, este buscará restablecer el equilibrio.

• Si un equilibrio químico sufre alteraciones externas, pierde su propiedad.

Answer explanation

El Principio de Le Chatelier establece que cuando un sistema en equilibrio químico es sometido a una perturbación (cambios en la concentración, temperatura o presión), el sistema se desplaza en una dirección que minimiza o contrarresta dicha perturbación, buscando restablecer un nuevo estado de equilibrio.

Son factores que alteran el equilibrio químico:

• Lugar en donde se da la reacción.

• Cambios en la temperatura, presión y concentración de sustancias.

• 1. Reactivos y productos.

Answer explanation

El equilibrio químico se ve afectado por cambios en la temperatura, presión y concentración de sustancias. Estos son los factores principales que, según el Principio de Le Chatelier, causan un desplazamiento en la posición del equilibrio para contrarrestar la perturbación.

1. Si aumenta la presión en la siguiente reacción en equilibrio:

A+B ← → CD

• El equilibrio se desplaza hacia la izquierda.

• El equilibrio se desplaza hacia la derecha.

• Se mantiene el equilibrio o no se altera.

Answer explanation

Según el Principio de Le Chatelier, un sistema en equilibrio contrarresta los cambios. Cuando se aumenta la presión, el equilibrio se desplaza hacia el lado con menor número de moles de gas para aliviar esa presión.

• Reactivos (A + B): 2 moles de gas (1 de A + 1 de B)

• Productos (CD): 1 mol de gas

Dado que el lado de los productos tiene menos moles de gas (1 vs 2), el equilibrio se mueve hacia la derecha para reducir la presión.

Para favorecer la formación de productos en una reacción en equilibrio, ¿qué acción no siempre es efectiva o puede incluso ser contraproducente?

• Aumentar la concentración de los reactivos.

• Disminuir la concentración de los productos.

• Aumentar la temperatura si la reacción es exotérmica en sentido directo.

• Aumentar la presión si el número de moles gaseosos de productos es menor que el de los reactivos.

Answer explanation

Si la reacción es exotérmica (ΔH<0), liberar calor es un "producto". Aumentar la temperatura es como añadir calor, por lo que el sistema intentará consumir ese calor extra, desplazando el equilibrio hacia los reactivos (izquierda), es decir, en el sentido endotérmico. Por lo tanto, esto no favorece la formación de productos.

Para una reacción endotérmica, un aumento en la temperatura hará que el equilibrio se desplace hacia los (a)   .

Answer explanation

Las reacciones endotérmicas absorben calor (el calor es un reactivo). Si aumentas la temperatura (añades más "calor"), el sistema intentará consumir ese calor extra, favoreciendo la formación de productos. Para una reacción exotérmica, un aumento de temperatura desplazaría el equilibrio hacia los reactivos.

La constante de equilibrio (a)   de la temperatura.

Answer explanation

La temperatura es la única variable que puede cambiar el valor numérico de Kc​. Un cambio en la temperatura afectará el balance entre las velocidades de las reacciones directa e inversa, cambiando así las concentraciones de equilibrio y, por lo tanto, el valor de Kc​.

¿En cuál de las siguientes situaciones se aplica el Principio de Le Châtelier?

• La ebullición del agua en una olla a presión.

• Guardar comida en el refrigerador para que no se eche a perder.

• Dejar que un vaso de agua se evapore lentamente a temperatura ambiente.

• Usar un exprimidor para sacar el jugo de una naranja.

Answer explanation

La olla a presión aplica una presión externa al sistema agua-vapor. El Principio de Le Châtelier nos dice que el sistema se opondrá a este cambio aumentando la temperatura necesaria para que el agua hierva, lo que a su vez cocina los alimentos más rápido.

Una sustancia que acelera la velocidad de una reacción sin ser consumida se llama (a)   .

Answer explanation

Los catalizadores disminuyen la energía de activación de una reacción, lo que aumenta la velocidad a la que se alcanza el equilibrio, pero no afectan la posición final del equilibrio ni el valor de la constante de equilibrio.

Dibuje la ecuacion de constante de equilibrio.

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