jueves, 2 de junio de 2022

5. Ley de acción de masas |⚖️ Equilibrio químico | Joseleg

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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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