1.7: Equilibrio Químico y Predicción del Cambio Químico

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Cuando hablamos de predecir reacciones químicas, imaginamos tomar cantidades de varios compuestos puros y mezclarlos bajo algún conjunto de condiciones. Suponemos que reaccionan hasta alcanzar una posición de equilibrio en la que están presentes uno o más compuestos nuevos. Queremos predecir cuáles son estos nuevos compuestos y qué cantidad de cada uno se producirá.

Para cualquier conjunto dado de reactivos, podemos lograr este programa predictivo en dos pasos. Primero encontramos todos los juegos de productos que se pueden obtener de los reactivos dados. Cada uno de esos conjuntos representa una posible reacción. Suponemos que, para cada conjunto de posibles productos, somos capaces de predecir la composición de equilibrio. Predecir qué reacción ocurrirá equivale a encontrar la reacción cuya posición de equilibrio se encuentra más alejada en la dirección de sus productos. Desde esta perspectiva, ser capaz de predecir la posición de equilibrio para los reactivos y cualquier conjunto estequiométricamente consistente de productos es lo mismo que ser capaz de predecir qué reacción ocurrirá. (Si no hay una sola reacción cuya posición de equilibrio esté mucho más lejos en la dirección de sus productos que la de cualquier otra reacción, múltiples reacciones pueden ocurrir simultáneamente).

Este procedimiento de dos etapas corresponde al sentido en el que la termodinámica química nos permite predecir productos de reacción. Medimos valores para ciertas funciones termodinámicas características para todos los compuestos relevantes. Dados los valores de estas funciones para todos los compuestos involucrados en una reacción hipotética, calculamos la posición de equilibrio. Que debemos comenzar por adivinar los productos hace que este enfoque sea engorroso e incierto. Nunca podemos estar seguros de que los verdaderos productos están entre las posibilidades que consideramos. Sin embargo, como cuestión práctica para la mayoría de las combinaciones de reactivos, el número de conjuntos de productos plausibles es razonablemente pequeño.