3 QUIMICA Schaum

PRINCIPIO DE LE CHÂTELIER 259
La constante de equilibrio para esta reacción se puede escribir como sigue:
K p Pc (C)P d (D)
P a (A)P b (B)
K p puede reemplazar a K en la ecuación (16-8). Si ∆G o se obtiene de una tabla basada en el estado estándar de 1 atm,
en general K p será correcta sólo cuando P esté en atmósferas. Si los valores son para un estado estándar de 1 bar, normalmente
K p sólo se aplicará para P en bars. Cuando la ecuación muestre cambio en la cantidad total de moles de gases
al efectuarse la reacción (por ejemplo, N 2 + O 2 2NO), K p será igual, independientemente de las unidades de presión
que se usen, y su valor será idéntico al de K expresado en concentraciones molares.
Se suelen omitir los valores para los sólidos y líquidos puros en la ecuación de K, porque sus concentraciones varían
muy poco. Además, las concentraciones de los sólidos y líquidos puros son extremadamente grandes en comparación
con las concentraciones de los gases y los materiales disueltos (que por lo regular se miden en mol/L). Esto incluye
situaciones en las que el disolvente es uno de los productos o reactivos, como en la reacción siguiente de la hidrólisis
de la urea en disolución acuosa:
CO(NH 2 ) 2 H 2 O CO 2 2NH 3 K [CO 2][NH 3 ] 2
[CO(NH 2 ) 2 ]
1. Observe que se ha omitido el agua en la ecuación de K; esto se debe a que es el disolvente. La concentración del
agua no puede ser mucho menor que la del agua pura, 55.6 mol/L. Esta concentración es mucho mayor que la
del soluto, en especial en disoluciones moderadamente diluidas o muy diluidas (casi todas las disoluciones que
se utilizan en los laboratorios).
2. También observe que la concentración molar del amoniaco, NH 3 , está elevada al cuadrado. Esto se debe a que la
ecuación de K es el producto de los productos dividido entre el producto de los reactivos, y el amoniaco aparece
dos veces (su coeficiente es 2). Observe que hay tres productos y un solo reactivo (sin tomar en cuenta el agua).
CO(NH 2 ) 2 H 2 O CO 2 2NH 3 equivale a CO(NH 2 ) 2 H 2 O CO 2 NH 3 NH 3
K [CO 2] [NH 3 ] [NH 3 ]
[CO(NH 2 ) 2 ]
[CO 2][NH 3 ] 2
[CO(NH 2 ) 2 ]
PRINCIPIO DE LE CHÂTELIER
El enunciado del principio de Le Châtelier generalmente es: si un sistema en equilibrio sufre una tensión, la reacción
se desplaza a modo de aliviar esa tensión. Las reacciones químicas pueden someterse a tensiones, que incluyen cambios
de temperatura, de presión, de concentración de uno o más de los participantes, entre otros.
Efecto de los cambios en la temperatura
El efecto de un aumento en la temperatura de un sistema en equilibrio consiste en un desplazamiento en la dirección
que absorba calor.
EJEMPLO 3 En la ecuación de síntesis de metanol, en la que todas las sustancias son gases,
CO H 2 CH 3 OH H 22 kcal
en la reacción directa se libera calor (−∆H, exotérmica), mientras que en la reacción inversa se absorbe calor (+∆H, endotérmica
y numéricamente igual). Si se eleva la temperatura del sistema, sucede la reacción inversa (de derecha a izquierda) para tratar de
absorber el calor que se suministra. Al final se establecerá un nuevo equilibrio, que tendrá mayor concentración de los reactivos,
CO y H 2 , y menos del producto, que a la temperatura inicial. Naturalmente, si la producción del metanol es de importancia comercial,
una menor temperatura favorecerá la reacción directa para producir más metanol.