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? Continúe leyendo para conocer la mejor definición de equilibrio dinámico, ejemplos comunes de equilibrio dinámico y cómo el equilibrio dinámico y el estático pueden parecer iguales pero, en realidad, 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 puedes identificarlos por las flechas que van en dos direcciones, como en el siguiente ejemplo.
H2O(l) ⇌H+(aq) + OH-(aq)
El equilibrio dinámico sólo ocurre en reacciones reversibles, y es cuando la velocidad de la reacción directa es igual a la velocidad de la reacción inversa. Estas ecuaciones son dinámicas porque las reacciones directa e inversa todavía ocurren, pero las dos velocidades son iguales y no cambian, por lo que también están en equilibrio.
El equilibrio dinámico es un ejemplo de un sistema en estado estacionario. Esto significa que las variables de la ecuación no cambian con el tiempo (ya que las velocidades de reacción son iguales). Si observa una reacción en equilibrio dinámico, parecerá que no sucede nada ya que las concentraciones de cada sustancia se mantienen constantes. Sin embargo, las reacciones en realidad ocurren continuamente.
Sin embargo, el equilibrio dinámico no sólo 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 refresco, 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 refresco sellada, ya que el dióxido de carbono gaseoso se disuelve en forma líquida a la misma velocidad que la forma líquida del dióxido de carbono se convierte nuevamente en su forma gaseosa.
La ecuación se ve así: Coh2(g) ⇌Coh2(aq).
Cambiar la temperatura, la presión o la concentración de una reacción puede cambiar el equilibrio de una ecuación y sacarla del equilibrio dinámico. Por eso, si abres una lata de refresco y la dejas afuera durante mucho tiempo, eventualmente se volverá 'plana' y no habrá más burbujas. Esto se debe a que la lata de refresco ya no es un sistema cerrado y el dióxido de carbono puede interactuar con la atmósfera. Esto lo saca del equilibrio dinámico y libera la forma gaseosa de dióxido de carbono hasta que no quedan más burbujas.
Ejemplos de equilibrio dinámico
Cualquier reacción estará en equilibrio dinámico si es reversible y las velocidades de las reacciones directa e inversa son iguales. Por ejemplo, digamos que prepara una solución 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+(ac) + Cl-(aq), estará en equilibrio dinámico cuando la velocidad de disolución del NaCl sea igual a la velocidad de recristalización.
inteligencia artificial y agentes inteligentes
Otro ejemplo de equilibrio dinámico esNO2(g) + CO(g) ⇌ NO(g) + Coh2(g) (nuevamente, siempre que las dos tasas sean iguales). Dioxido de nitrogeno (NO2) reacciona con monóxido de carbono (CO) para formar óxido de nitrógeno (NO) y dióxido de carbono (Coh2) 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 estás observando una reacción, puedes saber que no está en equilibrio dinámico si puedes ver cambios que ocurren en las cantidades de reactivos o productos. (Si no puede 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) → 4Fe(OH)3(s). Esta es una ecuación para la formación de óxido. Podemos ver que nunca estará en equilibrio dinámico porque la flecha de la reacción solo va en una dirección. (Es por eso que un auto oxidado no volverá a brillar por sí solo).
¡No hay equilibrio dinámico para este coche!
Equilibrio dinámico versus equilibrio estático
Si observa reacciones en equilibrio dinámico y reacciones en equilibrio estático, no se producirán cambios visibles en ninguna de las dos y parecerá que no sucede nada. Sin embargo, las reacciones en equilibrio estático son en realidad muy diferentes de las que se producen en equilibrio dinámico.
El equilibrio estático (también conocido como equilibrio mecánico) es cuando la reacción se detiene y no hay ningún movimiento entre los reactivos y los productos. La reacción se completa y las velocidades de reacción directa e inversa son ambas 0.
Mientras que las reacciones en equilibrio dinámico son reversibles (pueden ocurrir en cualquier dirección), aquellas en equilibrio estático son irreversibles y solo pueden ocurrir en una dirección. Sin embargo, tanto el equilibrio dinámico como el equilibrio estático son ejemplos de sistemas en estado estacionario, en el que la acción neta de la fuerza sobre los sistemas es cero.
A continuación se muestra un cuadro que muestra las diferencias clave entre el equilibrio dinámico y estático.
| Equilibrio dinámico | Equilibrio estático lista de estados |
| Reversible | Irreversible |
| La reacción sigue ocurriendo | La reacción ha cesado |
| Tasa de reacción directa = tasa de reacción inversa | Ambas velocidades de reacción son cero. |
| Ocurre en un sistema cerrado. | Puede ocurrir en un sistema abierto o cerrado. |
¿Cómo se relaciona el equilibrio dinámico con las constantes de velocidad?
Cuando una reacción está en equilibrio dinámico, la reacción tendrá una constante de velocidad específica, conocida como constante de equilibrio, okecuación.
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 momento dado) cuando la reacción está en equilibrio. El valor de la constante de equilibrio le indicará las cantidades relativas de producto y reactivo en equilibrio.
declaración de caso de java
si kecuaciónes >1000, en el equilibrio habrá principalmente producto.
si kecuaciónestá entre 0,001 y 1000, en el equilibrio habrá una cantidad significativa tanto de producto como de reactivo.
si kecuaciónes<.001, at equilibrium there will be mostly reactant.
Para la reacción a A + b B⇌ C C+ d D, A y B representan los reactivos y C y D representan los productos.
La ecuación para la constante de equilibrio es kecuación=[C]C[D]d/[A]a[B]b.
Ejemplo
Tome la reacción N2(g)+O2(g)⇋2NO(g).
llamar a la función javascript desde html
Usando la ecuación para la constante de equilibrio, Kecuaciónes igual a [NO]2/[NORTE2][Oh2]. Debes dejar la ecuación así o, si te dan las concentraciones de equilibrio/la constante de equilibrio, puedes reemplazarlas para encontrar los valores faltantes.
Digamos que conocemos las concentraciones de ambos.[norte2] y [oh2]=.15 M y la concentración de [NO] es 1.1 M.
Ingresar esos valores le daría:kecuación= (1.1)2/(.15)(.15) o 1.21/.0225.
Puedes resolver y encontrar que Kecuación=53.8.
Desdekecuaciónestá entre .001 y 1000, habrá una cantidad significativa de NO, O2, y N2en 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 directa es igual a la velocidad de la reacción inversa. Dado que las dos velocidades son iguales, parece que no sucede nada, pero en realidad la reacción ocurre continuamente a su velocidad estable.
Por el contrario, las reacciones en equilibrio estable se completan y no se producen más reacciones.
La ecuación para la constante de equilibrio eskecuación=[C]C[D]d/[A]a[B]b.
¿Que sigue?
¿Estás escribiendo un trabajo de investigación para la escuela pero no estás seguro de qué escribir? Nuestra guía de temas de trabajos de investigación Tiene más de 100 temas en diez categorías para que pueda estar seguro de encontrar el tema perfecto para usted.
¿Quiere conocer las formas más rápidas y sencillas de convertir entre Fahrenheit y Celsius? ¡Te tenemos cubierto! Consulte nuestra guía sobre las mejores formas de convertir grados Celsius a Fahrenheit (o viceversa).
¿Estás estudiando las nubes en tu clase de ciencias? Obtenga ayuda para identificar el diferentes tipos de nubes con nuestro guía experto.