| Ciencias de Joseleg | Química | Química del equillibrio | Equilibrio químico | (Ejercicios) (Introducción) (Historia) (Generalidades) (Actividad) (Ley de acción de masas) (Constante de equilibrio Kc) (Equilibrio de gases, inverso, variable y múltiple) (El principio de Le Chatelier y el Qc) (Estequiometría del equilibrio) (Referencias)
En palabras sencillas la ley de acción de
masas es la ecuación de la constante de equilibrio de una reacción reversible. En
química, la ley de acción de masas es la proposición de que la velocidad de la
reacción química (r→) es directamente proporcional
al producto de las actividades de los reactivos.
En la formulación inicial de la ley
intervienen dos aspectos:
👉
el aspecto de equilibrio relativo a la
composición de una mezcla de reacción en equilibrio y…
👉
el aspecto cinético, relativo a las ecuaciones de
velocidad para reacciones elementales. Ambos aspectos se derivan de la
investigación realizada por Cato M. Guldberg y Peter Waage entre 1864 y 1879 en
la que las constantes de equilibrio se derivaron utilizando datos cinéticos y
la ecuación de velocidad que habían propuesto.
Explica y predice comportamientos de
soluciones en equilibrio dinámico. Específicamente, implica que para una mezcla
de reacción química que está en equilibrio, la relación entre la concentración
de reactivos y productos es constante. Dicha relación se plantea con la velocidad
de la reacción reversa.
Guldberg y Waage también reconocieron que
el equilibrio químico es un proceso dinámico en el que las velocidades de
reacción para las reacciones hacia adelante y hacia atrás deben ser iguales en
el equilibrio químico (ver el primer paso de la demostración anterior). Para
derivar la expresión de la constante de equilibrio apelando a la cinética, debe
usarse la expresión de la ecuación de velocidad o rapidez, pero bajo un nuevo parámetro
llamado la actividad. La expresión de
las ecuaciones de tasas fue redescubierta más tarde de forma independiente por
Jacobus Henricus van't Hoff. La ley es un enunciado sobre el equilibrio y da
una expresión para la constante de equilibrio, una cantidad que caracteriza el
equilibrio químico. En la química moderna, esto se deriva mediante la
termodinámica de equilibrio. También se puede derivar con el concepto de
potencial químico, pero en ejercicios de lápiz y papel se deriva de
concentraciones, y/o actividades y los coeficientes estequiométricos.
A su
vez la actividad de una reacción es igual a la multiplicación de las
actividades individuales de todos las sustancias que aportan a esa reacción.
para la reacción directa las sustancias que aportan son los reactivos, para la
reacción en reversa las sustancias que aportan son los productos:
La
actividad se puede aproximar a parámetros conocidos dependiendo del estado de
la materia de la sustancia involucrada, para sólidos y líquidos puros la
actividad es 1 adimensional, para gases y soluciones acuosas la actividad será
aproximadamente igual a la concentración molar elevada a su coeficiente
estequiométrico. Tenga en cuenta que las concentraciones usadas deben ser concentraciones
de equilibrio, debido a que estamos asumiendo precisamente
velocidades de reacción en equilibrio, es decir, los presupuestos deben ser
armónicos, dicho de otro modo, no se pueden usar parámetros iniciales o de
no-equilibrio.
🔎 DEMOSTRACIÓN: Deduzca la constante de
equilibrio en términos de las actividades de las actividades de productos y reactivos.
Con lo que obtenemos la ecuación general.
Las consideraciones anteriores implican
que aunque la ecuación 5.5 es general, y su corporización para cada ecuación
química es muy diferente ya que dependerá de los estados de la materia de
productos y reactivos.
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