Aspecto dinámico de las condiciones del equilibrio. Igualdad de las velocidades de reacción directa e inversa

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Revisión de 09:49 1 jul 2010

El equilibrio químico es un estado dinámico, en el cual según la cinética química, las velocidades de reacción directa e inversa se igualan.

Para una reacción reversible del tipo:

$A + B \rightleftharpoons C + D$

La cual ocurre en una sola fase homogénea y en una sola etapa (tanto para la reacción directa como la inversa), entonces tenemos que para la velocidad del proceso directo $v_d$

$A + B --> C+D$ es:

Y la velocidad de la reacción inversa $v_i$

$C + D --> A + D$ es :

Supongamos que un recipiente se introduce una cierta cantidad de los reactivos A y B, al comienzo la reacción directa será rápida, mientras que la inversa, al no haber ni C ni D, no se producirá. A medida que transcurre la reacción directa aumentan la concentración de C y D. Por lo tanto ahora la reacción directa se ralentiza y al contrario la inversa se acelera. Esto ocurrirá hasta que las dos velocidades se igualen, momento a partir del cual la concentración de las cuatro substancias reaccionates permanecerán estables; se alcanzado entonces el equilibrio dinámico de la reacción. En el mismo no son nulas las velocidades para el proceso directo e inverso lo que ocurre es que se igualan.

En el momento que se haya alcanzado el equilibrio dinámico, las velocidades directas e inversas se igualan, esto es:

Imagen:Equilibrio Químico.gif

$v_d=v_i$ lo que implica por tanto que:

$k_d [A] [B] = k_i [C] [D]$

Y agrupando los términos constantes, obtenemos la expresión

Que se mantiene constate con un valor $K_c$ en el equilibrio. Es decir, una vez alcanzado el equilibrio, las concentraciones mantienen una proporción, de forma que el cociente anterior se mantiene constante. Ese valor se denomina constante de equilibrio y se designa por $K_c$ cuando se expresa en función de las concentraciones $c$ . El valor de constante depende de la temperatura, ya que las constantes de velocidad ( $k_d$ y $k_i$ dependen de ella. La constante de equilibrio de una reacción determinada depende únicamente de la temperatura, cuando varia la temperatura cambia el valor numérico de la constante de equilibrio y por tanto se establece un equilibrio distinto del anterior.