3 QUIMICA Schaum

PRINCIPIO DE LE CHÂTELIER 261
posible tener cambios de presión que cambien el volumen de sólidos o líquidos, pero las presiones necesarias son de
miles de atmósferas, o más, y no son comunes.
Efecto de cambios en la cantidad de disolvente
Para las reacciones que se efectúan en disolución, al aumentar la cantidad de disolvente (la dilución), el equilibrio se
desplazará en la dirección que forme la mayor cantidad de partículas disueltas. Esto se parece mucho al concepto que
se describió antes en relación con el comportamiento de los gases.
EJEMPLO 5 La ecuación de la producción de un dímero (una molécula formada por dos unidades estructurales) de ácido acético
en benceno es:
2CH 3 CO 2 H(dos partículas en disolución) (CH 3 CO 2 H) 2 (una partícula en disolución) K [(CH 3 CO 2 H ) 2 ]
[CH 3 CO 2 H 2 ]
Imagine que dicha reacción está en equilibrio. Si de pronto la disolución se diluye hasta el doble de su volumen original, y si la
reacción todavía no se ha efectuado, las concentraciones son 1 2 de las que eran antes de la dilución. En la ecuación de la constante
de equilibrio, el numerador sería 1 2 de su valor original y el denominador tendría 1 4 de su valor original 1
2 al cuadrado . La relación
entre el numerador y el denominador aumentaría dos veces su valor original 1
2 dividido entre 1 4
. Pero esta relación debe recuperar
el valor original de K (K no cambia en estas condiciones). Lo puede hacer si el numerador se hace más pequeño y el denominador
más grande. En otras palabras, se debe descomponer parte del dímero, (CH 3 CO 2 H) 2 , para formar ácido acético, 2CH 3 CO 2 H.
Los cambios en la cantidad de disolvente no afectarán el equilibrio de un sistema en el que la cantidad de las partículas
disueltas de reactivos sea igual a la de partículas disueltas de productos. Por ejemplo, la esterificación de alcohol
metílico con ácido fórmico en un disolvente inerte, no responde a cambios de concentración. Observe que si el
disolvente no es agua, entonces H 2 O debe aparecer en la ecuación de K.
CH 2 OH HCO 2 H
HCO 2 CH 3 H 2 O
Efecto de la variación en la concentración
El aumento en la concentración de cualquiera de los componentes de un sistema en equilibrio causa un desplazamiento
en el que se consume parte de la sustancia adicionada. Por ejemplo, suponga que se adiciona hidrógeno a la reacción
siguiente, en la que todos los participantes son gases.
H 2 I 2
2HI
Esta reacción ya no está en equilibrio (hay más hidrógeno que en un principio); la respuesta a esta tensión es desplazar
el equilibrio hacia la derecha consumiendo algo de yodo. Naturalmente, se consumirá parte de hidrógeno y se producirá
algo de HI durante el desplazamiento. Como no cambia el valor de K, las concentraciones finales se calculan con
ella, aplicando la ecuación de K.
Precaución: Muchos de los problemas, cuya concentración cambia, no se pueden resolver mediante técnicas algebraicas
sencillas, porque intervienen exponentes. Para las disoluciones que contienen un término elevado al cuadrado,
será necesario aplicar las ecuaciones cuadráticas [problema 16.12c)]. Se aconseja memorizar esta fórmula, porque
muchos profesores esperan que usted la sepa durante un examen (suponiendo que no pueda usar un formulario).
Efecto de los catalizadores
Los catalizadores aceleran por igual las velocidades de las reacciones directa e inversa. Sin embargo, se pueden utilizar
para acortar el tiempo necesario para alcanzar el equilibrio, cuando las concentraciones originales no son iguales a las
concentraciones de equilibrio.