En nuestra vida diaria, somos testigos de varias reacciones, como la oxidación del hierro, la quema de papel, la acidez de la cuajada, la generación de ozono, etc. Muchas de estas reacciones requieren la presencia de componentes en distintas fases, como el hierro sólido que reacciona con el oxígeno gaseoso para generar rust de hierro sólido, al que llamamos rust. De manera similar, el hidrógeno gaseoso y el oxígeno gaseoso se combinan para formar agua líquida. Tener que lidiar con tales reacciones es una tarea que requiere mucho tiempo. Cuando los componentes están en la misma fase, su interacción es fácil de entender; pero, cuando los componentes están en diferentes etapas, la interacción se vuelve más complicada.
Equilibrio homogéneo y heterogéneo
Para simplificar las dificultades y comprender la noción, dividimos tales reacciones en dos categorías: reacciones homogéneas, en las que los componentes involucrados están presentes en la misma fase, y reacciones heterogéneas, en las cuales los componentes involucrados están presentes en fases separadas. Los métodos para tratar ambas reacciones, así como la determinación del estado de equilibrio, difieren.
La reacción en la que todos los productos y reactivos tienen la misma fase. Por ejemplo, todos los productos y reactivos pueden ser gases o todos los productos y reactivos pueden ser líquidos. Una reacción en equilibrio es aquella que se puede invertir y avanzar mientras las concentraciones de los reactivos y productos permanecen constantes.
El equilibrio es un estado de reacción química en el que la velocidad de reacción hacia adelante y hacia atrás es la misma. Además, hay dos formas de equilibrio: equilibrio homogéneo y equilibrio heterogéneo. Un equilibrio homogéneo en una fase se define como una mezcla homogénea (reactivos y productos en una sola solución). Recuerda que los reactivos están en el lado izquierdo de la ecuación y los productos en el lado derecho. Como resultado, la reacción entre los solutos corresponde a un solo equilibrio homogéneo. Un equilibrio heterogéneo, por otro lado, es un sistema de reacción en el que los productos y reactivos existen en dos o más fases.
Un equilibrio homogéneo se puede clasificar en dos tipos. El número de moléculas en el producto de la primera categoría es el mismo que el número de moléculas en los reactivos en esa ecuación en particular. Como ejemplo:
N2 (g) + O2 (g) ⇌ 2NO (g)
Del ejemplo anterior, podemos ver que hay dos moléculas de reactivos (una de cada) y dos moléculas de producto en el lado derecho. En la segunda categoría de una ecuación de equilibrio homogénea, ocurren los eventos opuestos. El recuento de moléculas del producto no es igual o igual al recuento de moléculas del reactivo. Como ejemplo:
2SO 2 (g)+O 2 (g) ⇌ 2SO 3 (g)
Podemos ver en el ejemplo anterior que solo hay tres moléculas de reactivo y dos moléculas de producto presentes en la reacción. Las reacciones en soluciones líquidas entre solutos pertenecen a un tipo de equilibrios homogéneos en un equilibrio homogéneo, y las especies químicas involucradas pueden ser moléculas, iones o una mezcla de ambos.
Diferencia entre K C y K P
Las dos constantes de equilibrio se distinguen por el hecho de que se aplican a diferentes concentraciones. K P denota la constante de equilibrio a presión parcial durante una reacción. Estos valores se pueden calcular utilizando los valores de reactivos y productos, las ecuaciones y los valores específicos de esas fórmulas. Existe una relación entre las dos constantes de equilibrio, que se muestra a continuación:
K P = K C (RT) Δn
Diferencia entre equilibrio homogéneo y heterogéneo
- El equilibrio se define como una situación en la que las concentraciones de reactivos y productos son constantes. El equilibrio homogéneo y el equilibrio heterogéneo son los dos tipos de equilibrio. La distinción principal entre el equilibrio homogéneo y heterogéneo es que en el equilibrio homogéneo, los reactivos y los productos están en la misma fase de la materia, pero en el equilibrio heterogéneo, están en diferentes fases.
- Además, al determinar la constante de equilibrio para equilibrios homogéneos, debemos incluir las concentraciones de todos los reactivos y productos; sin embargo, al determinar la constante de equilibrio para equilibrios heterogéneos, debemos excluir las concentraciones de sólidos y líquidos puros y usar las concentraciones de otros reactivos y productos. Como una ilustracion,
- 2SO 2 (g) + O 2 (g) ⇌ 2SO 3 (g) es un equilibrio homogéneo, y
- O 2 (g) + 2C(s) ⇌ 2CO(g) es un ejemplo de equilibrio heterogéneo.
- En pocas palabras, el equilibrio es una situación en la que las concentraciones de reactivos y productos permanecen constantes. El equilibrio homogéneo y el equilibrio heterogéneo son los dos tipos de equilibrio. La distinción principal entre el equilibrio homogéneo y heterogéneo es que en el equilibrio homogéneo, los reactivos y los productos están en la misma fase de la materia, pero en el equilibrio heterogéneo, están en diferentes fases. Además, la constante de equilibrio para equilibrios homogéneos incluye todas las concentraciones de reactivos y productos, mientras que la constante de equilibrio para equilibrios heterogéneos debe omitir las concentraciones de sólidos y líquidos puros.
Ejemplos de preguntas
Pregunta 1: ¿Qué se entiende por equilibrio heterogéneo?
Responder:
El equilibrio heterogéneo se refiere a un sistema en el que los reactivos y los productos existen en dos o más fases. Las fases del sistema son cualquier combinación de líquidos, gases, sólidos y soluciones. Es vital recordar que los líquidos y sólidos puros no pueden aparecer como expresiones constantes de equilibrio cuando se trata de equilibrio heterogéneo.
Pregunta 2: ¿Qué se entiende por soluciones amortiguadoras?
Responder:
Las soluciones tampón están compuestas por una base débil y su ácido conjugado o por un ácido débil y su base conjugada. Cuando se introducen iones adicionales en una solución tampón, el pH de la solución cambia. Según el principio de Le Chatelier, cuando se introducen más iones, el equilibrio cambia y las reacciones se desplazan para favorecer la forma sólida o desionizada. En el caso de un tampón ácido, la concentración de iones de hidrógeno se reduce y la solución producida es menos ácida que una solución que contiene ácido débil puro.
Pregunta 3: ¿Qué es una constante de equilibrio?
Responder:
La palabra constante de equilibrio se puede definir como la expresión que refleja la concentración de reactivos y productos después de que el proceso químico ha alcanzado el equilibrio. La temperatura es fundamental para mantener el equilibrio constante dentro de las reacciones. Si la temperatura permanece constante, el equilibrio también permanece constante. Esto es evidente en toda la ecuación y, en última instancia, juega un papel fundamental en el mantenimiento de un equilibrio constante.
Pregunta 4: ¿Cuál es la diferencia entre una mezcla homogénea y una mezcla heterogénea?
Responder:
Cuando se observa a nivel macroscópico, con frecuencia se piensa que las mezclas homogéneas son indistinguibles de la sustancia pura. La reacción que ocurre entre los solutos es parte de un solo equilibrio homogéneo. El azúcar, la sal, el agua, el tinte, el aire y la sangre son ejemplos de mezclas homogéneas. Una mezcla heterogénea tiene una cualidad distintiva de identificación en la que se pueden ver los diversos componentes de la combinación. Es un sistema de reacción en el que los reactivos y los productos se encuentran en dos o más fases. La pizza, las galletas, las rocas y otros artículos similares son ejemplos de mezclas heterogéneas.
Pregunta 5: ¿Qué se entiende por efecto de ion común y su función?
Responder:
El efecto del ion común representa los cambios que ocurren cuando se inyectan iones en una solución que contiene el mismo ion. Cuando se agregan iones comunes a una solución, la solubilidad de una molécula disminuye debido a un cambio en el equilibrio. El efecto del ion común es crucial en la modulación de los tampones. Una solución amortiguadora contiene un ácido o una base, cualquiera de los cuales va acompañado de su contraparte conjugada. El pH de la solución cambia a medida que se agregan iones conjugados adicionales. Este efecto debe tenerse en cuenta al evaluar el equilibrio de la solución cuando se introducen iones comunes.
Publicación traducida automáticamente
Artículo escrito por Prateek Sharma 7 y traducido por Barcelona Geeks. The original can be accessed here. Licence: CCBY-SA