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EQUILIBRIO QUÍMICO RESUMEN - Contenido educativo
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Hola chicos, os he puesto un pequeño mapa conceptual del tema de equilibrio químico
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para repasar un poco los conceptos teóricos más importantes
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y bueno, vamos a empezar un poco a explicarlo
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y en primer lugar, un equilibrio químico es una reacción que nunca llega a completarse
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porque se produce en ambos sentidos, es decir, es un proceso reversible
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Todos sabéis que eso nosotros lo vamos a especificar cuando escribamos la doble flecha
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Es decir, cuando ponemos doble flecha lo que estamos indicando es que se trata de un equilibrio químico
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Y esto sabéis que es muy importante
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Por otro lado, lo que hemos visto es que el equilibrio químico puede ser de dos tipos
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puede ser homogéneo cuando todas las sustancias están en la misma fase y heterogéneo cuando
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están en distintas fases. Esto sabemos que es importante ya que en las constantes de
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equilibrio, que son las constantes que se utilizan para cuantificarlo, solamente incluiremos
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los elementos, las especies que estén en estado gaseoso o en disolución acuosa. Así,
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por ejemplo, un equilibrio homogéneo estarían todos en la misma fase, por ejemplo, todos
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gases, un equilibrio heterogéneo estaríamos en distintas fases y un ejemplo de equilibrio
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heterogéneo sería el equilibrio de solubilidad que estudiaremos más adelante. Voy a escribiros
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un ejemplo de equilibrio de solubilidad, por ejemplo el cloruro de plata es una sal que
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está en estado sólido, pues esta sal sólida está en equilibrio con sus iones en disolución
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acuosa. Entonces, en este caso, este equilibrio que ahí os estoy escribiendo sería un equilibrio
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heterogéneo puesto que tenemos una sustancia en estado sólido en una fase, está en equilibrio
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con sustancias en estado acuoso que son distintas. ¿Cómo se cuantifica el equilibrio? Se cuantifica
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con las constantes de equilibrio, ya las hemos explicado y las hemos
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trabajado en problemas, la constante Kc
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que sería la constante de concentraciones y la constante Kp
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que es la llamada constante de presiones, bueno esas dos constantes están
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relacionadas, voy a escribiros la relación que hay
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entre ellas, todos sabéis que Kp es igual a
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KcRt elevado al incremento de N
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donde R es la constante de los gases ideales
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T es la temperatura en Kelvin
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y el incremento de N son los moles
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de productos menos reactivos
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pero muy importante que están en estado gas
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bien, importante
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las expresiones tanto de Kc como de Kp
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hablan de situaciones de equilibrio
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es decir, constante Kc para concentraciones de equilibrio
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y Kp para presiones de equilibrio, ¿vale? Eso es súper importante en los problemas porque hay que diferenciar
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si me están dando equilibrio o me están dando situación inicial, ¿vale? Bien, estas constantes solo dependen
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de la temperatura, es decir, el único factor que afecta al valor de la constante es la temperatura.
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Por tanto, si aumento la concentración de un reactivo de un producto, esas constantes van a seguir siendo las mismas,
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Solo cambian con la temperatura. Y, muy importante, lo he comentado antes, en la expresión de estas constantes solamente se incluyen los gases y las disoluciones.
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Así pues, por ejemplo, si os pongo este equilibrio en el que A es un sólido y forma B que es un gas más C que es un gas, este equilibrio que hay sólido, gas y gas sería un equilibrio heterogéneo.
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Por tanto, la expresión de Kc sería concentración de B por concentración de C, sus coeficientes estequiométricos son 1 y estas concentraciones son de equilibrio, y la expresión de Kp sería la presión parcial de B por la presión parcial de C también en el equilibrio.
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¿De acuerdo? Vale. Bueno, pues para trabajar todos estos problemas de equilibrio, que es el gran grueso del tema, aparte de entender muy bien la situación inicial, la situación de equilibrio y la relación que hay entre las dos constantes, también hemos hablado de dos elementos muy importantes.
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uno que es alfa, que es el grado de disociación
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que solamente lo utilizaríamos en reacciones en las que
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A da B más C, es decir, en reacciones de disociación
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¿de acuerdo? y el otro elemento
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importante, que lo voy a poner aquí abajo
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vale, lo voy a poner aquí abajo, el otro elemento importante
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sería lo que nosotros denominamos cociente Q
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o cociente de reacción, ese cociente de reacción me sirve, perdón, cociente de reacción me va a servir
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para determinar hacia dónde va el equilibrio, ese cociente de reacción es
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misma expresión que Kc, vale, misma expresión que Kc, sólo que las concentraciones no van a estar
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en equilibrio, es decir, van a ser unas concentraciones
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iniciales, entonces había varias situaciones
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una es que Q sea igual a Kc, entonces estamos
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en equilibrio, no pasaría nada
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y luego tenemos dos situaciones más, una es que Q sea mayor que Kc
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y otra es que Q sea menor que Kc
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vale, ¿qué ocurre en cada una de estas situaciones?
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Si Q es mayor que Kc significa que estamos en productos y entonces evolucionamos hacia la izquierda
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Es decir, si evolucionamos hacia la izquierda lo que vamos a hacer es formar reactivos
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Mientras que en el otro caso estaríamos en reactivos, evolucionaríamos hacia productos
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Por tanto el sistema evolucionaría hacia la derecha y entonces lo que vamos a hacer es formar productos
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Esto lo comento porque es importante en algunos tipos de problemas ya que nos pueden dar condiciones iniciales y tenemos que ver hacia dónde evoluciona nuestro sistema, ¿vale?
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Y finalmente vamos a explicar cómo podemos nosotros modificar el equilibrio y qué factores son los que afectan a ese equilibrio.
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Como ya os he explicado, hemos hablado del principio del Echatelier
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El principio del Echatelier lo que nos va a decir es que cuando yo perturbo un equilibrio
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Cuando yo perturbo una situación, lo que hace el sistema es contrarrestar esa perturbación que yo estoy haciendo
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Entonces, ¿cómo podemos modificar el equilibrio?
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Pues con cambios en concentración de reactivos o productos
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Con cambios de temperatura, cambios de presión y de volumen
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añadiendo gases inertes o añadiendo catalizadores
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voy a resumir brevemente cada uno de estos factores
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por ejemplo, cambios de concentración de reactivos y productos
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eso tiene lógica, si yo aumento la concentración de reactivos
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el equilibrio que es lo que va a hacer
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pues lo que va a hacer es consumir esos reactivos
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y entonces va a formar productos, por lo tanto se va a desplazar
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hacia la derecha para contrarrestar esa concentración, lo mismo si aumento los productos, el sistema
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lo que hace es consumir esos productos y formar reactivos y entonces el sistema evoluciona
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hacia la izquierda, así de sencillo. Bien, ¿qué pasa con la temperatura? Vamos con
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la temperatura, en el caso de la temperatura lo que nosotros tenemos que entender es que
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hay dos tipos de reacciones, dos tipos de equilibrios
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tenemos reacciones que sean endotérmicas
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y reacciones que sean exotérmicas
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entonces, las reacciones que son endo
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voy a ponerlo así simplificado, pero bueno, endotérmicas
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significa que están favorecidas por aumentos de temperatura
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mientras que los equilibrios que sean exotérmicos
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van a estar favorecidos por temperaturas bajas, por disminuciones
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de temperatura, entonces si yo por ejemplo os pongo
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yo que sé, me lo voy a inventar
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que esta reacción, os digo que su entalpía
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es mayor que cero, lo que yo os estoy diciendo
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es que al escribiros esta reacción
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en este sentido, en el sentido directo
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Esa reacción es endotérmica, ¿vale? O sea, esta reacción es una reacción endotérmica.
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Por lo tanto, ¿cómo favoreceré esa reacción? Favoreceré esa reacción aumentando la temperatura.
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Es decir, que si yo aumento la temperatura, formo más B y formo más C, ¿vale?
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Por tanto, si os dijese que disminuyo la temperatura, si estoy disminuyendo la temperatura, estoy favoreciendo el sentido inverso y entonces estaríamos formando A y disminuyendo la concentración de B y la concentración de C, ¿vale?
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Es decir, que cuando os hablen de factor de temperatura, siempre el proceso directo es el que lleva la entalpía que os den el problema.
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En este caso, si es endotérmica, el proceso directo es endotérmico.
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Si os hubiese puesto que sería menor que cero, sería justo por lo contrario, ¿vale?
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Bien, vamos a seguir con cambios de presión y de volumen.
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Bueno, básicamente, el resumen sería el siguiente
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Aumentar la presión, sabéis que es lo mismo que disminuir el volumen
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¿Vale? Acordaros de la ley de Boile-Mariotti
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¿Vale? Entonces, un sistema lo que hace es
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Siempre que se aumente la presión
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O se disminuye el volumen, que es lo mismo
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lo que va a hacer es ir hacia donde menos moles gaseosos haya, perdón, menos moles en estado gas haya, es decir, por ejemplo, en la reacción anterior, os voy a borrar esto,
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En esta reacción anterior, tengo más moles en estado gas en productos que en reactivos.
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Aquí tengo un mol y aquí yo tengo dos moles, ¿no? En estado gas, ¿vale? En estado gas.
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Entonces, ¿qué hago? Si yo en este equilibrio aumento la presión, pues voy a ir hacia la izquierda.
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¿Por qué? Porque en reactivos hay menos moles en estado gas que en productos.
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Y esa sería la forma de explicarlo. Yo creo que es bastante sencillo. Lo mismo, si disminuyo el volumen, entendemos que es aumentar la presión. Por tanto, si disminuyo la presión y aumento el volumen, es justo lo contrario, donde más moles.
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¿Sí? Vale
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Bueno, voy a ir a otro factor
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Que es el factor de la adición de catalizadores
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La adición de catalizadores, muy importante
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No afecta al equilibrio
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¿Por qué?
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Porque no afecta
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¿Vale? Espera, voy a borrar aquí
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No afecta al equilibrio
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No afecta, pues porque afecta a la cinética
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Afecta a cómo de rápido se llega al equilibrio
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pero no a la cantidad que haya de reactivos o productos, ¿vale?
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Entonces, una adición de un catalizador directamente no afecta al equilibrio, ¿vale?
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Y ya finalmente, los gases inertes.
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Pues gases inertes son los que no intervienen en la reacción, por eso se llaman inertes.
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Por ejemplo, un gas noble, ¿vale?
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Entonces, ¿qué ocurre con los gases inertes?
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Pues bueno, no es común que lo pregunten, pero se pueden añadir de dos formas.
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Se pueden añadir a volumen constante y se pueden añadir a presión constante, ¿vale?
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Esto es súper importante, porque, claro, no es lo mismo añadirlo a presión constante que añadirlo a volumen constante, ¿vale?
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Entonces, si se añaden a volumen constante, no afectan al equilibrio.
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¿Por qué no afectan al equilibrio?
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Porque, claro, si el volumen es constante, las concentraciones son iguales de todo lo demás, pues por lo tanto no cambia ese equilibrio.
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Pero, ¿qué pasa cuando se adiciona una presión constante?
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Pues que, claro, el problema es que si yo estoy añadiendo un nuevo gas inerte, mi mezcla se tiene que acomodar a él, tiene que dejarle sitio.
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¿Vale?
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Entonces, ¿qué pasa?
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que cuando yo estoy añadiendo un gas inerte a presión constante
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como mi mezcla se tiene que adaptar a ese gas
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tiene que dejarle sitio
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el efecto sería el mismo que el de aumentar el volumen
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o disminuir la presión
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me estáis entendiendo, ¿no?
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y entonces, ¿qué va a ocurrir?
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pues que cuando estamos añadiendo un gas inerte a presión constante
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el efecto es aumentar el volumen
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Y por lo tanto, iríamos hacia donde más moles en estado gas haya
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¿Vale?
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Esto es súper importante
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Por ejemplo, si vemos el ejemplo anterior
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Imaginaros que os digo, para este equilibrio de aquí
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A, gas, A, B y C
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Y os digo, bueno, añadimos un gas inerte
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Pero lo añadimos a volumen constante
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Pues nada, el equilibrio no se modifica, no se ve afectado
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pero sin embargo si lo añado a presión constante
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el efecto es el mismo que el de aumentar el volumen
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¿por qué? porque tengo que dejar sitio para que ese gas se meta dentro
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¿vale? entonces ¿cómo dejo sitio para que ese gas se meta dentro?
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aumentando el volumen
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y entonces ¿hacia dónde evolucionará mi sistema?
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pues mi sistema evolucionará hacia la derecha
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¿vale? porque tengo más moles en estado gas
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y entonces se acomoda muchísimo mejor
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¿vale?
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pues este sería en grandes líneas un esquema general
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de todo el tema
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vale
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y sobre todo como veis he hecho mucho más hincapié
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en el principio del
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echateler, vale
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así que con eso
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tendríamos un pequeño esquema de la primera parte
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de equilibrio químico
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- Autor/es:
- laura garcia garcia
- Subido por:
- Laura G.
- Licencia:
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- Visualizaciones:
- 30
- Fecha:
- 10 de octubre de 2022 - 12:40
- Visibilidad:
- Público
- Centro:
- IES ISIDRA DE GUZMAN
- Duración:
- 16′ 22″
- Relación de aspecto:
- 1.91:1
- Resolución:
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- Tamaño:
- 30.76 MBytes