Page 222 - Libro Hipertextos Quimica 1

Equilibrio químico

a b c 2.6.4 Efecto de la presión
La variación de la presión en un sistema en equilibrio, sólo tiene efectos
importantes cuando se trata de sustancias en estado gaseoso, puesto
que al cambiar la presión, se cambia también el volumen. Un cambio en
el volumen acarrea un cambio en la densidad de moléculas, lo cual se
traduce en una modificación de las concentraciones (o de las presiones
parciales) de las especies presentes.
Retomando el principio de Avogadro, recordemos que un mismo nú-
Gases en equilibrio. Aumento de la Restablecimiento mero de moles o de partículas ocupará un mismo volumen, bajo las
presión externa. del equilibrio. mismas condiciones de presión y tem-peratura. En consecuencia, el
volumen de un gas es proporcional al número de moléculas. Así, un
Figura 19. Efecto de la presión: en el sistema
en equilibrio CO 1 3H 2 CH 1 H O, los aumento en la presión favorecerá la reacción que implique una dismi-
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reactivos presentan mayor número de partículas nución del volumen ocupado. En cambio, si se disminuye la presión, se
(a), por tanto, al aumentar la presión, reduciendo favorecerá la reacción en la que se ocupe un mayor volumen, es decir,
el volumen a la mitad (b) el equilibrio se desplaza donde haya mayor número de partículas (figura 19a, b y c).
hacia la derecha, situación con menor número
de partículas (c). Por ejemplo, para la reacción:
PBr 1 Br PBr
3(g) 2(g) 5(g)
¿Qué ocurre si se aumenta la presión del sistema?, ¿hacia dónde se des-
plaza el equilibrio? Se observa que dos volúmenes de reactivos, generan
un volumen de producto. De manera que un aumento en la presión
desplaza el equilibrio en la dirección de la formación de PBr , pues se
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favorece la reacción que implique una disminución de volumen.

2.6.5 Aplicaciones del principio
de Le Châtelier

Industrialmente se busca optimizar las condiciones para que la mayor
parte de los reactivos formen el o los productos de interés. A través de
la manipulación de los factores que afectan la velocidad de reacción y
especialmente aquellos relacionados con el equilibrio químico, se puede
lograr la optimización de diversos procesos.
La síntesis de amoniaco por el proceso de Haber, se basa en la manipu-
lación y control de la presión, la temperatura y la concentración de los
reactivos involucrados, así como del uso de los catalizadores adecuados
(figura 20).
La reacción que describe el proceso es:

N 1 3H 2NH 1 calor
2 2 3
Como se observa, cuatro volúmenes de reactivos dan lugar a dos volúme-
nes del producto. Así, si el sistema se somete a alta presión, el equilibrio
se desplazará hacia la producción de amoniaco.
De la misma manera, si se adiciona constantemente H y N , al tiempo
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que se retira el NH producido, el equilibrio se mantendrá desplazado
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hacia la generación del producto.
Dado que el proceso de Haber es exotérmico, un aumento de la tem-
peratura generará un desplazamiento del equilibrio hacia los reactivos.
Podríamos pensar entonces que lo ideal es disminuir la temperatura del
sistema. Sin embargo, esto hace que la reacción ocurra muy lentamente,
perjudicando el rendimiento del proceso. Esta dificultad se compensa
Figura 20. Planta de amoniaco. con el aumento en la presión discutido anteriormente.
222 © Santillana

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