Zoología

Química General VIII

Equilibrio químico

Supongamos que usted ha encontrado emanaciones de dióxido de azufre  (SO2) saliendo de una grieta del suelo cerca de un volcán y que sabe también que si hace reaccionar ese dióxido de azufre con más oxígeno obtiene trióxido de azufre (SO3) el que luego reacciona con agua para formar ácido sulfúrico, probablemente la sustancia química que más se produce en el mundo. El negocio salta a la vista, así que decide iniciar los experimentos. Hace un par de averiguaciones y se entera de que un poco de platino  como catalizador ayuda notablemente en la reacción. La cuestión es simple, solo hay que seguirse por la reacción:

2SO2(g)  +  O2(g)  ------------->  2SO3(g)     (Reacción 1)

Entonces toma dos moles  de SO2 y uno de oxígeno y los mezcla en un recipiente de un litro para obtener dos moles de SO3 como indica la reacción. Pacientemente espera una hora para que la reacción se produzca, después solo será necesario burbujear el SO3 en el agua que ya tiene lista y en espera. Pero que sorpresa, al cabo de la hora de espera, en el recipiente, junto con el SO3 tiene algo de oxígeno y de SO2 aun. Hay que esperar más así que "mejor me voy a casa y vuelvo mañana".

Al otro día la sorpresa es aun mayor, se mantienen coexistiendo las tres sustancias, ¿la reacción se ha detenido? Ante tal enigma usted decide ir a ver a su profesor de química y le explica lo sucedido. La respuesta no se hace esperar, ‒"no, la reacción no se ha detenido la reacción sigue, el asunto es que ha alcanzado lo que nosotros los químicos llamamos equilibrio dinámico. Todas las reacciones, al menos en principio, proceden en dos direcciones: en la dirección de la formación de productos (reacción directa) y en la dirección contraria, es decir, hacia la regeneración de los reaccionantes (reacción inversa), y nosotros lo representamos con dos flechas, una apuntando a la derecha hacia los productos y otra apuntando a la izquierda hacia los reaccionantes".

2SO2(g)  +  O2(g)  <=======>  2SO3(g)     (Reacción 2)

‒ y continúa ‒"cuando la velocidad de reacción en el sentido directo es igual a la velocidad de reacción en sentido inverso la reacción aparenta haberse detenido ya que no se observa que la cantidad de producto crece, en otras palabras, la reacción inversa está procediendo a la misma velocidad que la reacción directa".

Reacciones reversibles e irreversibles.

Dependiendo de la naturaleza y las condiciones que rodean la reacción química el equilibrio químico se puede alcanzar muy cercano a la reacción completa, es decir, cuando termina el proceso prácticamente no existen los reaccionantes y esencialmente todo se ha convertido en producto. En caso contrario, hay otras reacciones que prácticamente no proceden, y la existencia de productos es verdaderamente escasa después de alcanzado el equilibrio.

Entre estos dos estados extremos existen multitud de reacciones que alcanzan el equilibrio en un punto intermedio en las cuales después de "terminada" la reacción se pueden detectar cantidades apreciables de reaccionantes y productos en equilibrio. Podíamos clasificar desde este punto de vista la reacciones químicas como:
Reacciones con equilibrio a la derecha: cuando más de la mitad de los reaccionantes se convierten en productos.

Reacciones con equilibrio central:cuando esencialmente la mitad de los reaccionantes se convierten en productos.

Reacciones con equilibrio a la izquierda: cuando menos de la mitad de los reaccionantes se convierten en productos.

Reacciones que no proceden: cuando en esencia no hay productos.

Reacciones que proceden hasta el completamiento: cuando prácticamente todos los reaccionantes se convierten en productos.Es práctica común llamar a las reacciones que proceden hasta el completamiento, y a aquellas donde el equilibrio está muy a la derecha como reacciones irreversibles ya que su realización es prácticamente completa y la reacción en sentido inverso es despreciable. Por otro lado, las reacciones con equilibrio en posición central o relativamente lejos de los extremos es común que se les llame reacciones reversibles, en este caso tanto el sentido directo como el inverso son significativos.