UNIVERSIDAD NACIONAL SAN LUIS GONZAGA DE ICA Facultad de ingeniería química

TEMA: REACCIONES REVERSIBLES

CICLO:

VII

ALUMNO: ESCATE HUAMAN JHON DOCENTE: ING ROSALIO CUSI PALOMINO CICLO : VII

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Reacciones reversibles

CURSO: TERMODINAMICA II - ALUMNO: ESCATE HUAMAN JHON

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AGRADECIMIENTO:

A Dios, esencia de la vida, quien me ha dado todo lo que soy y todo lo que tengo.

A mis padres y Hermana por su amor incondicional, compañeros y amigos solidariosen todo momento, impulsan de mis logros , alegrías., inspiración y motivaciónCotidiana.

Jhon escate Huamán

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INTRODUCCION:

La investigación y curiosidad, nos llevan a preguntarnos sobre las reacciones que ocurren a nuestro alrededor y darle una explicación científica a muchos de los fenómenos que a diario observamos.

El concepto de reacción reversible fue introducido por Berthollet en 1803, después de observar la formación de cristales de carbonato de sodio en la orilla de una salina. Hasta entonces se pensaba que las reacciones químicas ocurrían siempre en un solo sentido. Berthollet dedujo que el exceso de sal (cloruro sódico, NaCl) en el lago fue loque inclinó la reacción hacia su sentido inverso, formando carbonato de sodio. En 1864, Waage y Guldberg formularon la ley de acción de masas, que cuantifica las observaciones de Berthollet. Entre 1884 y 1888 Le Châtelier y Braun formularon el Principio de Le Chatelier que extendió esta idea contemplando el efecto de otros factores además de los cambios en la concentración, como son los cambios en la presión y la temperatura, y su efecto sobre el equilibrio químico de la reacción

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MARCO TEORICO:

Una reacción química o cambio químico es todo proceso químico en el cual dos o más sustancias (llamadas reactivos), por efecto de un factor energético, se transforman en otras sustancias llamadas productos. Esas sustancias pueden ser elementos o compuestos. Un ejemplo de reacción química es la formación de óxido de hierro producida al reaccionar el oxígeno del aire con el hierro.

Los productos obtenidos a partir de ciertos tipos de reactivos dependen de las condiciones bajo las que se da la reacción química. No obstante, tras un estudio cuidadoso se comprueba que, aunque los productos pueden variar según cambien las condiciones, determinadas cantidades permanecen constantes en cualquier reacción química. Estas cantidades constantes, las magnitudes conservadas, incluyen el número de cada tipo de átomo presente, la carga eléctrica y la masa total.

Los tipos de reacciones inorgánicas son: Ácido-base (Neutralización), combustión, solubilización, reacciones redox y precipitación.

Modelos de reacciones químicas y sus clasificaciones

Desde un punto de vista octogonal se pueden postular dos grandes modelos para las reacciones químicas: reacciones ácido-base (sin cambios en los estados de oxidación) y reacciones Redox (con cambios en los estados de oxidación). Sin embargo, podemos estudiarlas teniendo en cuenta que ellas pueden ser:

Nombre DescripciónRepresentac

ión

Reacción de síntesisElementos o compuestos sencillos que se unen para formar un compuesto más complejo.

B+C → BC

Reacción de descomposiciónUn compuesto se fragmenta en elementos o compuestos más sencillos. En este tipo de reacción un solo reactivo se convierte en zonas o productos.

BC → B+C

Reacción de desplazamiento simple o sustitución

Un elemento reemplaza a otro en un compuesto.C + AB → AC + B

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Reacción de doble desplazamiento o doble sustitución

Los iones en un compuesto cambian lugares con los iones de otro compuesto para formar dos sustancias diferentes.

AB + CD → CB + AD

Características o Evidencias de una Reacción Química:

Formación de precipitados. Formación de gases acompañados de cambios de temperatura.

Desprendimiento de luz y de energía.

Reglas:

En toda reacción se conservan los átomos y las cargas (si hay iones) No puede ocurrir un proceso de oxidación o de reducción aislado, ambos

ocurren simultáneamente.

No se pueden formar productos que reaccionen enérgicamente con alguno de los productos obtenidos.

Ej. : Na3N + 3H2O ® 3 NaOH + NH3

Tipos de Reacciones Químicas:

A.o Reacciones de composición, adición o síntesis:

Cuando dos o más sustancias se unen para formar una más compleja o de mayor masa molecular:

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Reacciones reversibles

o Reacciones de descomposición:

Cuando una sustancia compleja por acción de diferentes factores, se descompone en otras más sencillas:

.Reacciones de simple sustitución:

Denominadas también de simple desplazamiento cuando una sustancia simple reacciona con otra compuesta, reemplazando a uno de sus componentes.

.Reacciones de doble sustitución:

También se denominan de doble desplazamiento o metátesis y ocurren cuando hay intercambio de elementos entre dos compuestos diferentes y de esta manera originan nuevas sustancias. * Se presentan cuando las sustancias reaccionantes están en estado iónico por encontrarse en solución, combinándose entre sí sus iones con mucha facilidad, para formar sustancias que permanecen estables en el medio reaccionante:

. :

o Reacciones Reversibles:

Cuando los productos de una reacción pueden volver a reaccionar entre sí, para generar los reactivos iniciales. También se puede decir que se realiza en ambos sentidos.

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Reacciones reversibles

o Reacciones Irreversibles:

Cuando los productos permanecen estables y no dan lugar a que se formen los reactivos iniciales.

En toda reacción química hay emisión o absorción de energía que se manifiesta como luz y/o calor. Aquí aparece el concepto de Entalpía, entendida como la energía que se libera o absorbe.

Reacciones Exotérmicas:

Cuando al producirse, hay desprendimiento o se liberade calor.

Reacciones Endotérmicas:

Cuando es necesario la absorción de calor para que se puedan llevar a cabo.

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REACCIONES REVERSIBLES:

Una reacción reversible es una reacción química que se efectúa en ambos sentidos simultáneamente, es decir, los productos reaccionan entre sí y regeneran a los reactivos. Consideremos por ejemplo la reacción de los reactivos A y B que se unen para dar los productos C y D, ésta puede simbolizarse con la siguiente ecuación química1

Los coeficientes estequiométricos, es decir, el número relativo de moles de cada sustancia que interviene en la reacción se indican como a, b para los reactivos y c, d para los productos, mientras que la doble flecha indica que la reacción puede ocurrir en uno u otro sentido, directo e inverso.

Puesto que la reacción puede proceder en ambas direcciones y el sentido neto de la reacción está definido por la presión, la temperatura y la concentración relativa de reactivos y productos en el medio en que se desarrolla, la definición de reactivos y productos en este tipo de reacciones es convencional y está dada por el tipo de proceso estudiado.

Los reactivos suelen estar en su máxima concentración al principio de la reacción, pero a medida que la reacción evoluciona y la concentración de los productos aumenta, también se incrementa la velocidad de la reacción inversa. Cuando este tipo de reacciones se llevan a cabo para obtener determinado producto suele ser necesario ir separando dicho producto del medio que reacciona a medida que se van introduciendo los reactivos.

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Reacciones reversibles

Si no existe intervención externa (adición de reactivos, separación de productos o cambio de las condiciones de operación definidas básicamente por la presión y la temperatura) estas reacciones evolucionan espontáneamente hacia un estado de equilibrio en el que la velocidad de formación de productos iguala a la velocidad en que estos se transforman en reactivos. Entonces, en el punto de equilibrio la velocidad neta de reacción, igual a la velocidad de la reacción directa menos la de la reacción inversa, es cero.

En el equilibrio se cumple que:

donde Vrd es la velocidad de reacción directa y Vri es la velocidad de reacción inversa, ambas en concentración por unidad de tiempo.

Las velocidades de reacción directa e inversa son proporcionales a las concentraciones involucradas (un tratamiento riguroso requiere el empleo de actividades en lugar de concentraciones), tendremos:

y

donde kd y ki son las constantes de reacción derecha e inversa y dependen solo de la temperatura, [A], [B], [C] y [D] representan las concentraciones de A, B, C, y D. Puesto que en el equilibrio las velocidades se igualan:

de donde

El subíndice e, de las concentraciones, significa que han alcanzado el equilibrio. Los supraíndices indican que cada concentración está afectada por su coeficiente estequiométrico como potencia.

El cociente es una cantidad que depende de la temperatura del sistema reaccionante, y se la denomina la constante de equilibrio químico K (constante pues; aunque depende de la temperatura, no depende de las concentraciones de reactivos y productos).

De las ecuaciones fundamentales de la termodinámica se deduce que:

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donde es la energía libre de Gibbs normal de la reacción y su valor se calcula en función de propiedades termodinámicas de los reactivos y productos de la reacción.Ejemplos de reacciones reversibles son las soluciones de ácidos y bases débiles: Cuando un ácido o base débil se mezcla con agua, se forman cationes oxonio (H3O+) y aniones hidroxilo (OH−), como productos de reacción, que se recombinan con el resto de producto ácido o básico para dar nuevamente el ácido o base originales y agua.

EJEMPLOS DE REACCIONES REVERSIBLES:

1) la formación de cristales de carbonato de sodio en la orilla de una salina.

Berthollet reconoció esta reacción como la inversa de la conocida reacción

2) Para una reacción como la de síntesis del yoduro de hidrógeno:

H2 + I2 2Hl

por cada mol de hidrógeno molecular H2que se consume, se producen dos moles de yoduro de hidrógeno Hl; como ambos procesos se dan al mismo tiempo, la velocidad de aparición del producto es, en este caso, el doble de la de desaparición de uno cualquiera de los reactivos. La velocidad de reacción ha de ser única

3) N2 + 3H2 ↔ 2NH3

La presión total es igual a la suma de las presiones parciales individuales de los gases que forman la mezcla:

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Donde P es la presión total de la mezcla y Px denota la presión parcial de x.

Si se disminuye el volumen del recipiente, la presión total de los gases aumenta. Por ser la reacción reversible, la posición de equilibrio se mueve hacia el lado de la reacción con un menor número de moles (en este caso, el producto del lado derecho).

4) Este es un tipo de reacción exotérmica quiere decir q libera calor y es reversible.

C3H8 + O2 3CO2 + 4H2O + 341 Kcal (Rx exotérmica)

También se expresa:

3CO2 + 4H2O - 341 Kcal C3H8 + O2 (Rx endotérmica)

5) Esta reacción (exotérmica) libera calor por eso el H= 116 y es positivo y es reversible se expresa de dos formas:

2H2 + O2 2H2O + 116 Kcal (Rx exotérmica)

2H2O - 116 Kcal 2H2 + O2 (Rx endotérmica)

6) Esta es una reacción reversible exotérmica porque los productos que se forman pueden reaccionar entre si y dar de nuevo las sustancias iniciales y tiene dos sentidos:

Zn + H2SO4 ZnSO4 + H2 + 34, 2 Kcal (Rx exotérmica)

ZnSO4 + H2 - 34, 2 Kcal Zn + H2SO4 (RX endotérmica)

7) Es una reacción endotérmica porque necesita de calor para que logre el equilibrio y se expresa de dos formas porque es reversibles:

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Al2O3 + 2Fe + 203 Kcal 2Al + FeSO4 Rx endotérmica)

2Al + FeSO4 Al2O3 + 2Fe + 203 Kcal (Rx exotérmica)

8) Esta es una reacción que necesita calor para que pueda reaccionar completamente y forme el equilibrio y así sea reversible se expresa:

H2O +C + H2 + CO (Rx endotérmica)

H2 + CO H2O +C + (Rx exotérmica)

9) si calentamos carbonato de calcio (CaCO3) en un recipiente cerrado, en un principio, la reacción se desplazará hacia la derecha, produciendo dióxido de carbono y cal (CaO), pero cuando la presión aumente por formación de CO2, la velocidad de reacción hacia la derecha, comenzará a disminuir e irá aumentando la velocidad hacia la izquierda, hasta que quede en equilibrio (reversible):

CaCO3 + CaO + CO2 (Rx endotérmica)

CaO + CO2 CaCO3 + (Rx exotérmica) 10) Es una reacción endotérmica porque necesita calor y por tanto su H es negativo:

2Al + 3/2 O2 Al2O3 - 399Kcal (Rx endotérmica)

Al2O3 + 399Kcal 2Al + 3/2 O2 (Rx exotérmica)

11) Es una reacción que puede volver a reaccionar entre sí, para generar los reactivos iniciales, también se realiza en ambos sentidos y es endotérmica:

CO2 + H2O H2CO3 (Rx endotérmica)

H2CO3 CO2 + H2O (Rx exotérmica)

12) Esta reacción se crea de la formación de cristales de carbonato de sodio en la orilla de una salina y es endotérmica porque necesita calor y se expresa:

2NaCl + CaCO3 NaCO3 + CaCl2 (Rx endotérmica)

NaCO3 + CaCl2 2NaCl + CaCO3 (Rx exotérmica)

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13) Es una reacción reversible porque al revertir la reacción el Al queda con las mismas características que al comienzo y tiene dos sentidos:

CaCl2 + Al AlCl3 + Ca precipitado (Rx exotérmica)

AlCl3 + Ca CaCl2 + Al (Rx endotérmica)

14) La reacción es exotérmica libera calor entonces la descomposición del amoniaco será endotérmica absorbe calor y se halla de dos formas:

N2 (g) + 3H2 (g) 2NH3 (g) (Rx exotérmica)

2NH3 (g) N2(g) + 3H2(g) (Rx endotérmica)

15) Es una reacción reversible porque favorece a los productos tanto, que la concentración de las moléculas de HCl en la solución es esencialmente insignificante.

HCl (ac) + H 2O(l) Cl - (ac) + H 3 O + (ac)

Cl - (ac) + H 3 O + (ac) HCl (ac) + H 2O(l)

CONCLUSIONES:

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Una reacción reversible es una reacción química que se efectúa en ambos sentidos simultáneamente

Cuando los productos de una reacción pueden volver a reaccionar entre sí, para generar los reactivos iniciales. También se puede decir que se realiza en ambos sentidos.

Las reacciones que exhiben esta tendencia a invertirse se denominan

reversibles o en oposición

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BIBLIOGRAFIA:

http://www.monografias.com/trabajos-pdf901/reacciones-quimicas

http://www.fisicanet.com.ar/quimica/equilibrio_quimico/ap01_equilibrio_quimico.php

http://dta.utalca.cl/quimica/profesor/urzua/cap8/e_quimico/e_quimic.htm

http://roca.mayo.uson.mx/Cin%C3%A9tica/REACCIONES%20REVERSIBLES%20O%20EN%20OPOSICI%C3%93N.doc

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