13.2: Equilibrio Químico

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Objetivos de aprendizaje

Definir el equilibrio químico.
Reconocer el equilibrio químico como un proceso dinámico.

Considere la siguiente reacción que ocurre en un recipiente cerrado (para que ningún material pueda entrar o salir):

H ₂ + I ₂ → 2HI

Esta es simplemente la reacción entre el hidrógeno elemental y el yodo elemental para hacer yoduro de hidrógeno. La forma en que se escribe la ecuación, nos llevan a creer que la reacción va hasta su finalización, que todos los H ₂ y los I ₂ reaccionan para hacer HI.

Sin embargo, este no es el caso. La reacción química inversa también está teniendo lugar:

2HI → H ₂ + I ₂

Actúa para deshacer lo que hace la primera reacción. Eventualmente, la reacción inversa procede tan rápidamente que coincide con la velocidad de la reacción hacia adelante. Cuando eso sucede, cualquier reacción global continua se detiene: la reacción ha alcanzado el equilibrio químico (a veces solo hablado como equilibrio; equilibrios plurales), punto en el que los procesos hacia adelante y hacia atrás equilibran el progreso de los demás.

Debido a que dos procesos opuestos están ocurriendo a la vez, es convencional representar un equilibrio usando una flecha doble, así:

\[H_{2}+I_{2}\rightleftharpoons 2HI\nonumber \]

La doble flecha implica que la reacción va en ambas direcciones. Tenga en cuenta que la reacción aún debe estar equilibrada.

Ejemplo\(\PageIndex{1}\)

Escribir la ecuación de equilibrio que existe entre el carbonato de calcio como reactivo y el óxido de calcio y el dióxido de carbono como productos.

Solución

Al tratarse de una situación de equilibrio, se utiliza una flecha doble. La ecuación de equilibrio se escribe de la siguiente manera:

\[CaCO_{3}+\rightleftharpoons CaO+CO_{2}\nonumber \]

Ejercicio\(\PageIndex{1}\)

Escribe la ecuación de equilibrio entre hidrógeno elemental y oxígeno elemental como reactivos y agua como producto.

Responder: \[2H_{2}+O_{2}+\rightleftharpoons 2H_{2}O\nonumber \]

Una cosa a tener en cuenta sobre el equilibrio es que las reacciones no se detienen; tanto la reacción directa como la reacción inversa continúan ocurriendo. Ambos ocurren a la misma velocidad, por lo que cualquier cambio general por una reacción es cancelado por la reacción inversa. Decimos que el equilibrio químico es dinámico, más que estático. Además, debido a que ambas reacciones están ocurriendo simultáneamente, el equilibrio puede escribirse al revés. Por ejemplo, representar un equilibrio como

\[H_{2}+I_{2}\rightleftharpoons 2HI\nonumber \]

es lo mismo que representar el mismo equilibrio que

\[2HI\rightleftharpoons H_{2}+I_{2}\nonumber \]

La reacción debe estar en equilibrio para que este sea el caso, sin embargo.

Claves para llevar

Las reacciones químicas finalmente alcanzan el equilibrio, un punto en el que las reacciones hacia adelante y hacia atrás equilibran el progreso de las otras.
Los equilibrios químicos son dinámicos: las reacciones químicas siempre ocurren; simplemente cancelan el progreso de los demás.