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Equilibrio video 1 - Contenido educativo

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Subido el 15 de octubre de 2026 por Monica A.

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Teoría Equilibrio (hasta diapositiva 10 incluida)

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Vamos a ver la unidad 3, equilibrio químico, que está dentro del bloque 2 de reacciones químicas. 00:00:01
Vamos a empezar definiendo qué es el equilibrio químico. 00:00:09
Vamos a decir que un sistema está en equilibrio químico cuando su composición no varía con el tiempo. 00:00:14
Lo que vamos a tener es una reacción en la que generalmente al principio solamente vamos a tener reactivos. 00:00:21
los reactivos van a ir reaccionando entre sí y van a ir dando lugar a productos 00:00:26
y esa es la manera habitual en la que hemos conceptualizado siempre las reacciones químicas 00:00:32
pero en este caso vamos a considerar también algo que sucede con mucha frecuencia 00:00:38
y es que según va habiendo más productos estos interaccionen entre sí, reaccionen entre sí 00:00:42
a través de los choques que hemos estudiado en la teoría de choques dando lugar a su vez a reactivos 00:00:48
así que cuando la reacción lleva un tiempo, ha transcurrido durante un cierto tiempo 00:00:54
vamos a tener dos procesos, por un lado los reactivos que se van a estar convirtiendo en productos 00:00:59
y por otro lado productos que se están convirtiendo en reactivos 00:01:05
llega un momento en muchas reacciones en las que la velocidad a la que los reactivos se convierten en productos 00:01:08
y la velocidad a la que los productos se convierten en reactivos es igual 00:01:17
con lo cual macroscópicamente parece que la composición del sistema no cambia. 00:01:21
Hay siempre la misma cantidad, la miramos como la miramos, en moles, concentración, presión de reactivos y de productos, 00:01:28
la cantidad en sí no varía, pero sí que es cierto que es un equilibrio que se llama dinámico. 00:01:39
Es un equilibrio dinámico que lo que quiere decir es que se están produciendo cambios. 00:01:45
Algunas moléculas de reactivos se están convirtiendo en productos y otros productos se están convirtiendo en reactivos 00:01:51
Habitualmente vamos a señalar que una reacción es un equilibrio con el simbolito que tenemos aquí 00:01:58
Este simbolito de doble flecha o en realidad aquí he puesto doble arpón 00:02:08
En muchos sitios aparece una flechita hacia la derecha y otra hacia la izquierda 00:02:14
en los ejercicios de la PAO aparece así y en cualquier caso siempre que tengamos dos flechas o arpones en cada sentido 00:02:19
vamos a tener una reacción que es un equilibrio. 00:02:27
¿Cómo vamos a conceptualizar esto? Bueno, pues como siempre vamos a tener una reacción general que en este caso, 00:02:33
como siempre hacemos, tiene dos reactivos y dos productos, pero es un caso general para ejemplificarlo. 00:02:40
Pero ejemplificarlo puede ser una reacción distinta y vamos a considerar que la reacción en la que los reactivos se convierten en productos, a esa reacción la vamos a llamar reacción directa. 00:02:46
Y a la reacción en la que los productos se convierten en reactivos, reacción inversa. 00:02:58
Vale. De esta diapositiva lo interesante, la parte superior es la misma que acabamos de ver. 00:03:05
lo que vamos a destacar es cómo afecta o cómo es la termodinámica en un sistema en equilibrio 00:03:17
y lo que caracteriza a un sistema en equilibrio es que la variación de energía libre de Gibbs es nula 00:03:27
así que podemos escribir que para un sistema en equilibrio la variación de la energía libre de Gibbs es igual a cero 00:03:35
Ya sabemos que cuando la variación de la energía libre de Gibbs es negativa, la reacción tal y como está escrita de reactivos a productos es espontánea 00:03:43
y sucede también que la reacción inversa será espontánea al revés, cuando la variación de la energía libre de Gibbs sea de signo positivo. 00:03:53
Vamos ahora a abordar la constante de equilibrio 00:04:06
que vamos a definir en realidad más de una constante de equilibrio 00:04:11
el concepto es el mismo, va a depender de cómo estemos expresando la cantidad 00:04:15
la concentración que tenemos de las distintas sustancias en la reacción 00:04:19
Vamos a partir de las dos reacciones que hemos ya hablado 00:04:24
la reacción directa, sabemos que se están convirtiendo pequeñas cantidades de reactivos en productos 00:04:31
y eso sucede con una constante de velocidad que vamos a llamar K1 00:04:36
y vamos a tener también la reacción inversa en la que se van a convertir cantidades de productos en reactivos 00:04:41
con una constante de velocidad K sub menos 1. 00:04:48
Esta sería nuestra reacción y la constante cinética K1 sería de la reacción 00:04:52
cuando la reacción transcurre de reactivos a productos y la constante de velocidad K-1 sería cuando la reacción transcurre de productos a reactivos. 00:04:59
Así que vamos a ver cuál sería la velocidad de la reacción tanto directa como inversa. 00:05:10
A la directa la hemos llamado V1 y a la inversa V-1. 00:05:17
Y aquí vamos a hacer una asunción que vamos a hacer durante todo el tema. 00:05:22
y es que vamos a suponer que las reacciones con las que estamos trabajando son reacciones elementales 00:05:27
Recuerda que una reacción elemental es una reacción en la que los coeficientes estequiométricos 00:05:33
A, B, C y D minúsculas coinciden con, bueno C y D no porque no participan en la ecuación de la velocidad 00:05:39
los coeficientes estequiométricos de los reactivos A y B coinciden con los exponentes o con los órdenes parciales de la reacción para A y para B. 00:05:49
Recordemos que en este caso teníamos que el orden parcial de la reacción en A lo llamábamos alfa, pues alfa va a ser igual a A y beta, que era el orden parcial de la reacción en B, va a ser igual a B. 00:06:02
En este caso, si hacemos eso, vamos a tener la velocidad directa va a ser igual a la constante cinética directa por la concentración del reactivo A elevado a su coeficiente estequiométrico por la concentración del reactivo B elevado a su coeficiente estequiométrico. 00:06:17
¿Qué es lo que va a pasar ahora? La velocidad de reacción inversa, ¿cuál va a ser? 00:06:37
Pues tenemos una reacción que en realidad los reactivos son C y D y sus productos son B y A 00:06:42
y su constante cinética K-1, así que en este caso vamos a tener que la velocidad de la reacción inversa es K-1 00:06:50
por la concentración de C elevado a su coeficiente estequiométrico y la concentración de D elevado a su coeficiente estequiométrico 00:06:57
Vale, un dato muy importante que no debéis olvidar 00:07:05
es que siempre que trabajemos con equilibrios 00:07:13
vamos a hacer el ajuste de reacciones siempre con números enteros 00:07:15
y lo vamos a hacer con los menores números enteros posibles 00:07:20
Así que eso de ajustar, que lo hacemos muchas veces 00:07:23
el oxígeno con 7 medios o cosas así, no lo podemos hacer 00:07:26
Tendremos que asegurarnos de que todos los coeficientes estequiométricos 00:07:30
estequiométricos que intervengan en la reacción sean números enteros y que sean los menores 00:07:35
posibles. Vale, con esto vamos a establecer qué es la ley de acción de masas para reacciones 00:07:41
elementales. No olvidéis que hemos dicho que vamos a trabajar en este tema sólo con reacciones 00:07:49
elementales cuyos coeficientes estequiométricos coinciden con los órdenes parciales de las 00:07:53
reacciones tanto directa como inversa. Como en el equilibrio hemos dicho que la velocidad 00:08:00
directa y la inversa se igualan, vamos a tener que velocidad directa y velocidad inversa 00:08:07
son iguales. Si yo sustituyo cada una de ellas por su expresión matemática, pues voy a 00:08:12
tener esta expresión de aquí y simplemente si despejo esta ecuación de forma que las 00:08:20
dos constantes de velocidad queden en el mismo lado, voy a pasar K-1 a la izquierda 00:08:28
y estas dos concentraciones las voy a pasar dividiendo, voy a obtener esta expresión 00:08:36
que K-1 partido K-1 es igual a las concentraciones en el equilibrio, porque hemos dicho que estamos 00:08:43
en el equilibrio en el momento en que las dos velocidades se igualan. Las concentraciones 00:08:50
en el equilibrio de los productos elevado cada uno de ellos a sus respectivos coeficientes 00:08:55
estequiométricos partido por las concentraciones en el equilibrio de los reactivos elevados 00:09:01
cada uno de ellos a su respectivo coeficiente estequiométrico, pues tenemos que eso va 00:09:09
a ser el cociente de las constantes cinéticas. Como las constantes cinéticas son exactamente 00:09:15
esos son constantes, yo puedo definir una nueva constante que en lugar de llamarla caso 1 partido caso menos 1 00:09:25
la voy a llamar caso C y a esta constante definida de esta manera la voy a llamar constante de equilibrio 00:09:32
de la reacción. Es muy importante tener como siempre en la cabeza que estas concentraciones, 00:09:41
la concentración de C, de D, de A, de B, son siempre concentraciones en el equilibrio. 00:09:51
Los problemas nos van a aparecer a veces, muchas veces, concentraciones iniciales de reactivos 00:09:57
y nos van a preguntar por las concentraciones en el equilibrio. 00:10:03
Tenemos que saber que en esta expresión no podemos meter concentraciones iniciales, 00:10:09
tenemos que meter siempre concentraciones en el equilibrio. 00:10:14
Lo que pasa es que es un poco pesado escribir siempre este aparte de aquí, de equilibrio, equilibrio, equilibrio, equilibrio y normalmente no lo hacemos, ¿vale? 00:10:16
Pero hay que tener muy muy claro que la constante de equilibrio solamente puedo sustituir las respectivas concentraciones en el equilibrio, no las iniciales, ¿vale? 00:10:26
también de una forma análoga se puede expresar la constante de equilibrio en función de las presiones parciales 00:10:41
en ese caso en lugar de tener caso C voy a tener caso P 00:10:53
es la constante de equilibrio en función de las presiones parciales 00:10:58
un punto muy importante que no he comentado en el apartado anterior pero que vale tanto para caso C como para caso P 00:11:03
es que la constante de equilibrio no tiene unidades y esto es muy importante que lo tengáis claro 00:11:10
porque tanto profesores particulares como academias como libros de texto o exámenes antiguos de la PAO incluso 00:11:14
ponen la constante de equilibrio con unidades y eso no es correcto actualmente. 00:11:28
Ha habido un cambio de definición y ahora la constante de equilibrio hay que escribirla siempre sin unidades. 00:11:34
Si os pueden decir que está mal, bueno, está mal ponerla con unidades. 00:11:40
¿Cuál va a ser la expresión de la constante de equilibrio en función de las presiones parciales? 00:11:46
Pues va a ser algo análogo a lo que teníamos con las concentraciones. 00:11:51
Donde ponía concentración yo sustituyo por presión parcial. 00:11:56
Así que va a ser las presiones parciales de los productos elevados a sus coeficientes estequiométricos partido por las presiones parciales de los reactivos elevados a sus coeficientes estequiométricos. 00:12:01
Y aquí tengo que tener mucho cuidado de asegurarme que sé que la presión parcial del gas tiene que estar expresada en atmósferas, ¿vale? No puede estar expresado en otras unidades de presión. 00:12:14
Si fuera, si utilizara otras unidades, la K sub T ya no me valdría para hacer los cálculos que vamos a hacer, así que un poco por, hay que establecer por rutina, o sea, como rutina, que siempre que tengamos las presiones parciales comprobemos que están en atmósferas, ¿vale? 00:12:28
Y bueno, vais a ver que en este tema voy a utilizar muchas veces esta expresión PSUI 00:12:51
Que lo único que quiere decir es que es la presión parcial del gas I, ¿vale? 00:12:57
Para no tener que ir escribiendo todo el rato del gas 1, del gas 2 o del gas del CO2, del gas que sea, ¿vale? 00:13:02
Entonces esto lo vais a ver bastante en las diapositivas 00:13:11
¿Qué es lo siguiente? 00:13:15
Tenemos una relación conocida entre caso C y caso P, así que cuando yo conozca la constante de equilibrio en función de las concentraciones, caso C, voy a poder averiguar la constante de equilibrio en función de la expresión y al revés. 00:13:20
La primera parte lo que voy a hacer es como demostrar cuál es la expresión, pero vosotros simplemente tenéis que aprenderos cuál es la expresión. 00:13:36
Es importante que sepáis de dónde sale, pero no tenéis que aprenderos la demostración. 00:13:45
Lo que vamos a tener es que Kp hemos quedado en que es Pc, Pd, Pa, Pb y cada uno elevado a su exponente. 00:13:51
Y sabemos que para cualquiera de esos gases la presión parcial es igual al número de moles por R por T, R en atmósferas por litro partido Kelvin mol, el volumen en litros y la presión me va a dar en atmósferas, ¿vale? 00:14:00
Con eso el valor de R es 0,082, pero os lo tienen que dar aunque lo conozcáis. 00:14:20
Vale, pues partimos de esta expresión, lo único que voy a hacer es sustituir este p sub i para cada una de estas expresiones 00:14:26
Así que p sub c va a ser igual a nc por r por t partido por v, ahora me queda elevarlo a c y lo elevo a c 00:14:36
Y hago lo mismo para p sub d, para p sub a y para p sub b 00:14:47
Cuando hago todo esto, veo que RT partido por V se repite en todos los factores que tengo, así que lo saco factor común. 00:14:53
¿Cómo lo saco factor común? Pues, perdón, RT partido por V no, RT aparece en todos, la V también, pero la necesito para el número de moles. 00:15:05
Entonces vemos que aquí tengo RT elevado a C por RT elevado a D partido de RT elevado a A y RT elevado a B. 00:15:19
Eso, si yo lo escribo como una potencia, pues veo que tengo RT elevado a C más D menos A menos B. 00:15:28
Y lo pongo aquí, lo he sacado factor común, que me queda dentro de cada paréntesis, 00:15:39
Nc partido por V elevado cada uno a su coeficiente estequiométrico, esto de aquí, que si os fijáis, pues es el número de moles de la sustancia C, por ejemplo, partido por el volumen, pues lo que tengo es la concentración de C. 00:15:44
Así que al final Kp va a ser igual a la concentración de C elevado a C, la concentración de D elevado a D, la concentración de A elevado a A y la de B elevado a B. 00:15:59
Esto de aquí es justamente la expresión de Kc, así que Kp es igual a Kc por RT elevado a C más D menos A menos B. 00:16:09
Esto es la variación de moles, esto es el número de moles que tengo gaseosos que tengo en los productos menos el número de moles gaseosos que tengo en los reactivos. 00:16:23
así que esta es la expresión que os decía que tenéis que aprender 00:16:34
y la que tenéis que dominar 00:16:39
que es que Kp es igual a Kc por RT elevado a la variación del número de moles 00:16:41
vamos a ver ahora las características de la constante de equilibrio 00:16:48
vamos a empezar viendo que sustancias de la reacción se incluyen en la constante de equilibrio 00:16:57
y esto es un acuerdo al que se ha llegado 00:17:02
pero que es muy importante porque cuando yo escriba una constante de la reacción tengo que saber muy bien 00:17:05
qué concentraciones o qué presiones parciales puedo incluir. 00:17:11
En la constante de equilibrio sólo se van a considerar aquellas sustancias cuya concentración o presión parcial puede variar, 00:17:15
es decir, sustancias gaseosas o en disolución. 00:17:24
Esto quiere decir que lo opuesto es que en la constante de equilibrio no se van a considerar las concentraciones 00:17:27
ni de sólidos ni de líquidos puros, porque la concentración se mantiene constante, ¿vale? 00:17:33
Y estos valores, esas concentraciones constantes que no cambian, se incluyen en el valor de la constante de equilibrio. 00:17:39
Vamos a ver dos ejemplos. El primero es esta reacción de aquí. 00:17:46
Como veis, en cada uno de los reactivos y productos está escrito el estado en el que están. 00:17:50
Y tengo que escribir caso C para esta reacción. ¿Qué es lo que voy a hacer? 00:17:56
pues voy a poner siempre las concentraciones de los productos elevados a sus coeficientes estequiométricos 00:18:01
partido por las concentraciones de los reactivos elevados a sus coeficientes estequiométricos. 00:18:08
Sin embargo, cuando veis caso C, veis que sí que aparece la concentración en CO2, 00:18:13
que en este ejemplo está elevado a 1 y por eso no aparece el 1, 00:18:19
pero no aparece la concentración del níquel. 00:18:25
No aparece la concentración del níquel porque en esta reacción el níquel es sólido, con lo cual, siguiendo lo que hemos dicho de que solamente incluimos sustancias gaseosas o en disolución, no tengo que poner el níquel. 00:18:27
Y me voy ahora a los reactivos que están en el denominador y tengo también que el óxido de níquel es sólido, con lo cual tampoco va a aparecer. 00:18:40
Y lo que sí que tiene que aparecer es el CO, el monóxido de carbono, porque es gaseoso, elevado a su coeficiente estequiométrico, que es 1. 00:18:48
Y lo mismo sucede exactamente igual para el AKp, ¿vale? 00:18:57
Si vemos el siguiente ejemplo, pues me pasa parecido. 00:19:01
Tengo en los reactivos el cloro que es gaseoso, pero el óxido de mercurio no lo es, es sólido y el agua es líquida. 00:19:04
Así que ni el óxido de mercurio ni el agua aparecen en el denominador que es donde van los reactivos y en este caso sí que vemos que el cloro aparece al cuadrado porque tenemos este 2 de aquí que hay que poner como exponente. 00:19:13
Y me miro ahora los reactivos, perdón, los productos. Y en los productos veo que tengo una sustancia sólida que no aparece y tengo una sustancia acuosa y las disoluciones sí que aparecen. 00:19:28
Porque en realidad es esto, de aquí es la cantidad de sustancia, o sea, esto es la concentración, va a ser la cantidad de sustancia, la cantidad de producto que tengo por unidad de volumen. 00:19:45
Eso es la concentración y eso sí que va a ir cambiando la reacción. 00:19:58
Así que bueno, pues aquí tengo las concentraciones en el equilibrio de solamente las sustancias que realmente se incluyen en las constantes de equilibrio. 00:20:01
Que son los gases y las disoluciones acuosas. 00:20:15
Y otra característica importante a conocer de la constante de equilibrio es esto de aquí, 00:20:21
la magnitud de la constante de equilibrio. 00:20:27
¿Por qué es importante? 00:20:29
Porque el valor numérico de la constante de equilibrio puede variar muchísimo. 00:20:29
Va a haber constantes de equilibrio muy grandes, muy pequeñas y otras intermedias, ¿vale? 00:20:35
El valor numérico de la constante de equilibrio me indica si la reacción en el equilibrio es como más favorable a los productos o a los reactivos 00:20:41
Recordad que es esta la expresión, ¿vale? 00:20:50
Así que si el numerador es muy grande, si hay mucha concentración de productos respecto a la concentración que haya de reactivos 00:20:52
Este número va a ser muy grande 00:21:03
Caso C va a ser muy grande 00:21:05
Entonces, una caso C muy grande, que sería este caso de aquí, las dos barritas, o sea, los dos símbolos de mayor que quiere decir mucho mayor, ¿vale? Si caso C es mucho mayor que 1, se dice que el equilibrio está desplazado a la derecha porque hay una concentración de productos significativamente mayor que de reactivos, ¿vale? 00:21:07
con una caso C muy grande pues se forman muchos productos 00:21:31
con caso C muy pequeñito pues pasa lo contrario 00:21:35
que tengo relativamente de numerador a denominador 00:21:38
pues una cantidad pequeña en el numerador y una mucho mayor en el denominador 00:21:43
así que caso C, cuando caso C es muy pequeñita 00:21:49
se dice que el equilibrio está desplazado a la izquierda 00:21:52
desplazado hacia los reactivos 00:21:55
Ahí se forman pocos productos y hay más reactivos. Y cuando caso C es aproximadamente 1, pues las concentraciones de reactivos sobrantes que no han reaccionado todavía son del mismo orden de magnitud que los de los productos formados. 00:21:57
Materias:
Química
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Monica A.
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Fecha:
15 de octubre de 2026 - 18:49
Visibilidad:
Clave
Centro:
IES GERARDO DIEGO
Duración:
23′ 12″
Relación de aspecto:
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Resolución:
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Tamaño:
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