El equilibrio dinámico es un concepto importante en química. Pero, ¿qué es exactamente el equilibrio dinámico? ¿Cómo puede algo ser dinámico pero también en equilibrio? Siga leyendo para aprender la mejor definición de equilibrio dinámico, ejemplos comunes de equilibrio dinámico y cómo el equilibrio dinámico y estático pueden verse igual, pero de hecho son muy diferentes.
¿Qué es el equilibrio dinámico?,
Las reacciones químicas pueden ir en ambas direcciones (hacia adelante y hacia atrás) o solo en una dirección. Las que van en dos direcciones se conocen como reacciones reversibles, y se pueden identificar por las flechas que van en dos direcciones, como el ejemplo a continuación.
H2O(l) H H+(AQ) + OH-(AQ)
el equilibrio dinámico solo ocurre en reacciones reversibles, y es cuando la velocidad de la reacción hacia adelante es igual a la velocidad de la reacción inversa., Estas ecuaciones son dinámicas porque las reacciones hacia adelante y hacia atrás todavía están ocurriendo, pero las dos tasas son iguales e inmutables, por lo que también están en equilibrio.
el equilibrio dinámico es un ejemplo de un sistema en estado estacionario. Esto significa que las variables en la ecuación no cambian con el tiempo (ya que las tasas de reacción son iguales). Si nos fijamos en una reacción en equilibrio dinámico, parecerá que no está pasando nada ya que las concentraciones de cada sustancia permanecen constantes. Sin embargo, las reacciones están ocurriendo continuamente.,
el equilibrio dinámico no solo ocurre en los laboratorios de química; has sido testigo de un ejemplo de equilibrio dinámico cada vez que has tomado un refresco. En una botella sellada de soda, el dióxido de carbono está presente tanto en la fase líquida/acuosa como en la fase gaseosa (burbujas). Las dos fases del dióxido de carbono están en equilibrio dinámico dentro de la botella de soda sellada ya que el dióxido de carbono gaseoso se está disolviendo en la forma líquida a la misma velocidad que la forma líquida del dióxido de carbono se está convirtiendo de nuevo a su forma gaseosa.
la ecuación se ve así: CO2 (g) CO CO2(aq).,
cambiar la temperatura, presión o concentración de una reacción puede cambiar el equilibrio de una ecuación y sacarlo del equilibrio dinámico. Es por eso que, si abres una lata de refresco y la dejas fuera durante mucho tiempo, eventualmente se volverá «plana» y no habrá más burbujas. Esto se debe a que la lata de soda ya no es un sistema cerrado y el dióxido de carbono puede interactuar con la atmósfera. Esto lo mueve fuera del equilibrio dinámico y libera la forma gaseosa de dióxido de carbono hasta que no hay más burbujas.,
ejemplos de equilibrio dinámico
cualquier reacción estará en equilibrio dinámico si es reversible y las tasas de las reacciones hacia adelante y hacia atrás son iguales. Por ejemplo, digamos que preparas una solución que está saturada con una solución acuosa de NaCl. Si luego agrega cristales sólidos de NaCl, el NaCl se disolverá y recristalizará simultáneamente dentro de la solución. La reacción, NaCl(s) Na Na+(AQ) + Cl-(AQ), estará en equilibrio dinámico cuando la tasa de disolución del NaCl sea igual a la tasa de recristalización.,
otro ejemplo de equilibrio dinámico es NO2 ( g) + CO(g) NO NO(g) + CO2(g) (de nuevo, siempre y cuando las dos tasas sean iguales). El dióxido de nitrógeno (NO2) reacciona con el monóxido de carbono (CO) para formar óxido de nitrógeno (NO) y dióxido de Carbono (CO2), y, en la reacción inversa, el óxido de nitrógeno y el dióxido de carbono reaccionan para formar dióxido de nitrógeno y monóxido de carbono.
si está observando una reacción, puede decir que no está en equilibrio dinámico si puede ver cambios que ocurren en las cantidades de reactivos o productos., (Si no puedes ver ningún cambio, eso no garantiza que esté en equilibrio dinámico, ya que puede estar en equilibrio estático o los cambios pueden ser demasiado pequeños para verlos a simple vista.)
Un ejemplo de una ecuación que nunca podría estar en equilibrio dinámico es: 4 Fe(s) + 6 H2O(l) + 3O2 (g) → 4 Fe(OH)3 (s). Esta es una ecuación para la formación de óxido. Podemos ver que nunca estará en equilibrio dinámico porque la flecha para la reacción solo va en una dirección (por lo que un auto oxidado no volverá a brillar por sí solo).,
no Hay equilibrio dinámico de este coche!
equilibrio dinámico vs equilibrio estático
Si observa reacciones en equilibrio dinámico y reacciones en equilibrio estático, ninguno de los dos tendrá cambios visibles que ocurren, y parecerá que no está sucediendo nada. Sin embargo, las reacciones en el equilibrio estático son realmente muy diferentes de las del equilibrio dinámico.,
el equilibrio estático (también conocido como equilibrio mecánico) es cuando la reacción se ha detenido y no hay movimiento en absoluto entre los reactivos y los productos. La reacción es completa y las velocidades de reacción hacia adelante y hacia atrás son 0.
mientras que las reacciones en equilibrio dinámico son reversibles (pueden proceder en cualquier dirección), aquellas en equilibrio estático son irreversibles y solo pueden proceder en una dirección. Sin embargo, tanto el equilibrio dinámico como el equilibrio estático son ejemplos de sistemas en estado estacionario, en los que la acción neta de la fuerza sobre los sistemas es cero.,
a continuación se muestra un gráfico que muestra las diferencias clave entre el equilibrio dinámico y estático.,d71ff3e»>
Dynamic Equilibrium
Static Equilibrium
Reversible
Irreversible
Reaction is still occurring
Reaction has stopped
Rate of forward reaction = rate of reverse reaction
Both reaction rates are zero
Occurs in a closed system
Can occur in an open or closed system
How Does Dynamic Equilibrium Relate to Rate Constants?,
cuando una reacción está en equilibrio dinámico, la reacción tendrá una constante de velocidad específica, conocida como la constante de equilibrio, o Keq.
la constante de equilibrio, o constante de velocidad, es un coeficiente que muestra el cociente de reacción (o las cantidades relativas de productos y reactivos en la reacción en un punto dado en el tiempo) cuando la reacción está en equilibrio. El valor de la constante de equilibrio le dirá las cantidades relativas de producto y reactivo en equilibrio.
si Keq es >1000, en equilibrio habrá principalmente producto.,
Si Keq está entre .001 y 1000, en equilibrio habrá una cantidad significativa de producto y reactivo.
Si Keq es <.001, en equilibrio habrá principalmente reactivo.
para la reacción aA + BB cC cC + DD, A y B representan los reactivos y C y D representan los productos.
La ecuación para la constante de equilibrio es Keq = cd / ab.
ejemplo
tome la reacción N2(g)+O2(g) 2 2NO (g).
Usando la ecuación para la constante de equilibrio, Keq es igual a 2/., Dejarías la ecuación así, o, si te dan concentraciones de equilibrio / la constante de equilibrio, puedes enchufarlos para encontrar cualquier valor faltante.
digamos que conocemos las concentraciones de ambos y =.15 M y la concentración de ES 1.1 M.
enchufar esos valores le daría: Keq= (1.1)2/(.15)(.15) o 1.21/.0225.
Puede resolver y encontrar que Keq = 53.8.
ya que Keq está entre .001 y 1000, habrá una cantidad significativa cada uno de NO, O2, y N2 en equilibrio.,
Resumen: ¿Qué Es el Equilibrio Dinámico?
¿Cuál es la mejor definición de equilibrio dinámico? El equilibrio dinámico ocurre cuando, para una reacción reversible, la velocidad de la reacción hacia adelante es igual a la velocidad de la reacción inversa. Dado que las dos tasas son iguales, parece que no está sucediendo nada, pero en realidad la reacción está ocurriendo continuamente a su tasa estable.
en contraste, las reacciones en equilibrio estable están completas y no se está produciendo ninguna reacción adicional.,
La ecuación para la constante de equilibrio es Keq = cd / ab.
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Christine se graduó de la Universidad Estatal de Michigan con los grados en Biología Ambiental y la Geografía, y recibió su Maestría de la Universidad de Duke., En la escuela secundaria obtuvo un puntaje en el percentil 99 en el SAT y fue nombrada finalista al Mérito Nacional. Ha enseñado inglés y biología en varios países.