Principio de Le Chatelier – Química

O principio de Le Chatelier se trata de la respuesta de los sistemas de equilibrio cuando se someten a una perturbación. En pocas palabras, el principio dice que un sistema en equilibrio cuando se perturba tiende a ajustarse para eliminar la perturbación y restablecer el equilibrio.

Hay varios factores que pueden afectar el equilibrio de sustancias en una reacción química, la temperatura, la concentración y la presión son algunos ejemplos. Examinemos el efecto de cada una de estas variables desde la perspectiva del principio de Le Chatelier.

Concentración

Suponga que la reacción que se describe a continuación está en equilibrio:

Podemos agregar uno de los reactivos o productos al sistema, esta adición altera el equilibrio de sustancias y de acuerdo con el principio de Le Chatelier, el sistema se modificará para neutralizar esta perturbación.

Suponga que hemos agregado el reactivo A al sistema. Para que las sustancias vuelvan al equilibrio, se debe consumir A, ya que está en exceso, por lo que la reacción se desplazará hacia los productos, es decir, se forman más C y D y se consumen A y B hasta que se vuelve a alcanzar el equilibrio. Sin embargo, si de alguna manera se elimina A del sistema, la reacción se desplazará hacia los reactivos a medida que el sistema intenta compensar la cantidad de A eliminada consumiendo C y D para formar A y B.

En general, podemos decir que para una reacción de equilibrio, una disminución en la concentración de un producto o un aumento en la concentración de un reactivo favorece la reacción directa, mientras que un aumento en la concentración de productos o una disminución en la concentración de reactivos favorece la reacción inversa.

Presión

Cuando en una reacción química algunos de los reactivos o productos son gases, la presión parcial de estos se comporta de la misma forma que la concentración descrita anteriormente, es decir, un aumento de la presión parcial de los reactivos favorece los productos y viceversa. Sin embargo, cuando la presión total es modificada por algún agente externo, el sistema tiende a neutralizar esta perturbación, moviéndose para ajustar la presión. Considere la siguiente reacción:

Donde los reactivos y productos son gases. Tenga en cuenta que esta reacción disminuye la presión del sistema a medida que disminuye el número de moles de gases. Por tanto, un aumento de presión provoca que la reacción se mueva hacia los productos, ya que en este sentido la presión en el sistema descenderá. Una disminución de la presión favorece a los reactivos, ya que su formación aumenta la presión.

Temperatura

La forma en que la temperatura afecta una reacción química depende de su cambio de entalpía. Considere una reacción exotérmica, podemos considerar que la energía liberada es un producto de la reacción. Luego escribimos:

Reactivos → Productos + Energía

Para una reacción endotérmica, tratamos la energía consumida como un reactivo:

Reactivos + Energía → Productos

El principio de Le Chatelier se aplica de la misma manera que para cambiar la concentración de reactivos. Un aumento de temperatura implica más energía disponible para la reacción, por lo que se favorecen las reacciones endotérmicas. Por otro lado, las reacciones exotérmicas se favorecen cuando se baja la temperatura del sistema. En una situación de equilibrio es necesario evaluar qué lado es exotérmico y qué lado endotérmico de la reacción, si la formación de productos es exotérmica, por ejemplo, las altas temperaturas favorecen el lado de los reactivos.