L'Equilibri Químic i el Principi de Le Châtelier
Efecte dels catalitzadors en l'equilibri
En afegir un catalitzador, les concentracions en equilibri de reactius i productes no s’alteren. Només modifica la cinètica de la reacció (velocitat), però no altera l’equilibri d’aquesta.
Variacions de volum i pressió
En disminuir el volum (V) del recipient, augmenta la pressió (P) en el seu interior. La reacció es desplaçarà cap a on hi ha menys mols de gasos per tornar a una nova situació d’equilibri.
Si el volum augmenta, la pressió total disminueix i la reacció es desplaça cap a on hi ha més mols de gasos.
Si la pressió augmenta, la reacció es desplaça cap a on hi ha menys mols de gas. Si la pressió disminueix, es desplaça cap a on hi ha més mols de gas. Si el nombre de mols de gas és igual en reactius que en productes, una variació de pressió o volum no modificarà el desplaçament de l’equilibri.
Canvis en la concentració
Davant d'un augment de la concentració, la reacció tendeix a consumir-la o a disminuir la seva concentració. En cas d'una disminució de la concentració, l’equilibri es desplaça intentant augmentar aquella concentració o substància per reposar-la.
Efecte de la temperatura i el rendiment
Reaccions exotèrmiques
La reacció és exotèrmica; això vol dir que desprèn calor per formar productes (desplaçament cap a la dreta) i n'absorbeix quan forma reactius (desplaçament cap a l’esquerra). Si augmenta la temperatura, es subministra més calor i s’afavoreix que la reacció l’absorbeixi i es desplaci cap a l’esquerra. Un augment de la temperatura farà que es desplaci cap a reactius i el rendiment serà baix. Si disminueix la temperatura, augmenta la constant d'equilibri i l'equilibri es desplaça cap a la dreta, cap a la formació de productes, i tindrà un rendiment alt.
Reaccions endotèrmiques
La reacció és endotèrmica; això vol dir que absorbeix calor per formar els productes (desplaçament cap a la dreta) i desprèn calor per formar reactius (desplaçament cap a l’esquerra). Si es disminueix la temperatura, es treu calor i s’afavoreix que la reacció es desplaci cap a l’esquerra. Si augmenta la temperatura, s’aporta calor al sistema, s’afavoreix la reacció directa (cap a la dreta) i augmenta el rendiment de la reacció.
Constants i quocient de reacció
La Kp només depèn de la temperatura. L’estat d’equilibri depèn de la temperatura.
Segons el quocient de reacció (Q):
- Si Q < K: la reacció anirà cap a la formació de productes.
- Si Q > K: la reacció anirà cap a la formació de reactius.
Naturalesa de l'equilibri químic
Les velocitats de les reaccions directa (Reactius → Productes) i inversa (Productes → Reactius) són iguals. És una situació dinàmica, ja que la reacció no s’atura sinó que continua produint-se en ambdós sentits. Si en la reacció intervenen gasos, cal que el recipient sigui tancat perquè els gasos no puguin marxar.