Equilibrio químico
En esta ecuación química, con flechas apuntando en ambas direcciones para indicar el equilibrio,
[3][4] Aunque las concentraciones de equilibrio macroscópico son constantes en el tiempo las reacciones se producen en el nivel molecular.
Los equilibrios, como el resto de la termodinámica, son fenómenos estadísticos, los promedios del comportamiento microscópico.
El H2O se queda fuera ya que es un líquido puro y su concentración no está definida.
Gibbs sugirió en 1873 que el equilibrio se alcanza cuando la energía de Gibbs del sistema está en su valor mínimo (suponiendo que la reacción se lleva a cabo a presión constante).
[6] A temperatura y presión constantes, la energía libre de Gibbs
Si la reacción tuviera lugar a volumen constante, se debería considerar la energía de Helmholtz.
En este artículo sólo se considera el caso de presión constante.
Se debe tener en cuenta que, si los reactivos y los productos están en su estado estándar (completamente puros), entonces no habría ninguna reversibilidad ni equilibrio.
El potencial químico equivale a la energía de Gibbs molar parcial, pues
La relación se puede expresar de forma genérica tal que También es posible determinar una constante a una temperatura determinada que puede calcularse utilizando tablas termodinámicas,
Nótese que las actividades y las constantes de equilibrio son números, adimensionales.
En la industria, por ejemplo, durante la síntesis del amoniaco, deben tenerse en cuenta los coeficientes de fugacidad.
Si la actividad de una especie en fase gaseosa se puede expresar como
La fuerza iónica, I, de una solución que contiene electrolitos viene dada por:
Por ejemplo, una mezcla de SO2 y O2 es metaestable ya que hay una barrera cinética a la formación del producto, SO3.
[11] Aplicando la fórmula general para una constante de equilibrio en el caso específico del ácido acético se obtiene
En la práctica, sin embargo, el método es poco fiable, debido a la propagación de errores, y casi siempre se obtienen errores muy grandes en los valores calculados de esta manera.
Las siguientes ecuaciones de balance de masa podrían aplicarse igualmente a una base como la 1,2-diaminoetano, en cuyo caso la base misma es designada como reactivo A.
Con TA como la concentración total de especies A. Téngase en cuenta que es costumbre omitir las cargas iónicas al escribir y utilizar estas ecuaciones.
Cada concentración se muestra como un porcentaje del total de aluminio.
Esto se debe a que el Al(OH)3 tiene una energía de red muy grande.
Otro ejemplo común es aquel en que la precipitación se produce cuando un catión metálico interactúa con un ligando aniónico para formar un complejo eléctricamente neutro.
Esto significa que la reducción al mínimo anterior está sometida a restricciones: dónde
es el número de átomos del elemento i en la molécula j y bio es el número total de átomos del elemento i, que es constante, ya que el sistema es cerrado.
[13] Para determinar si un proceso es o no espontáneo, hay que tomar en consideración la variación de la entalpía y de la entropía, puesto que algunas veces se contradicen.
Así, es necesario evaluar a ambas para establecer si un proceso definitivamente es o no espontáneo en ciertas condiciones.
Así, si en una reacción química se libera trabajo útil sin importar lo que ocurra en el universo el
es negativo y por lo tanto será una reacción espontánea, puesto que considera la dispersión de la energía
Donde: Se considera para los elementos en su forma más estable en condiciones estándares
