Divulgación Cuestiones básicas sobre las reacciones químicas

[Eureka]

Me gustaría entender bien el siguiente texto:

En principio, las reacciones químicas pueden ocurrir tanto hacia adelante como hacia atrás. Por ejemplo, si el compuesto A puede ser transformado en el compuesto B (A -> B), entonces B, en principio, podrá ser transformado en A (A <- B), aunque en concentraciones dadas de A y B, solo se favorece una de estas dos direcciones. Un aumento en la concentración de los reactivos (A) acelera la reacción hacia adelante A -> B, y un aumento en la concentración de los productos (B) favorece la reacción inversa A <- B. Para alguna concentración de A y B, las reacciones en una y otra dirección tienen lugar con la misma velocidad. En ese punto ya no se observa ningún cambio posterior en el sistema, aún cuando se sigan formando y degradando moléculas individuales. Este equilibrio entre las reacciones en una y otra dirección se denomina equilibrio químico.

A ver si he entendido el párrafo. ¿Significa que puedo aumentar la cantidad de producto o de reactivo simplemente aumentando o disminuyendo la concentración que me interese?

Por ejemplo, supongamos que tenemos cloruro sódico (sal común) como reactivo e iones de cloro y sodio como producto. Para obtener más producto (iones Na y Cl), ¿bastaría con añadir más sal? O para obtener más sal, ¿bastaría con añadir más iones?

Gracias por la respuesta, y a ver si me hacéis entender esta cuestión tan interesante.

[quasarilla]

Re: Cuestiones básicas sobre las reacciones químicas

Si tenemos A y B como reactivos y C como producto y la velocidad de formacion es mayor que la reaccion inversa, entonces al aumentar la concentracion de productos, obtendras mas reactivo. Si las velocidades son equivalentes, no observaras grandes cambios, pero si la reaccion de formacion de C es muy lenta y tienes una gran cantidad de C y la velocidad de formacion de A y de B es grande, obtendras mas de A y B.

[Eureka]

Re: Cuestiones básicas sobre las reacciones químicas

Gracias por la respuesta, quasarilla. Me parece que para entender bien esta cuestión, debería saber calcular cual es el punto de equilibrio químico de cada reacción. Es decir, en unas condiciones determinadas de temperatura, etc, qué proporción de moléculas de reactivo y producto debe haber para que se produzcan tantas reacciones en un sentido como en otro. A partir de ahí, si añado más reactivo, obtengo más producto, y si añado más producto, obtengo más reactivo, porque la proporción del equilibrio químico debe mantenerse.

¿Es así?

Y volviendo al ejemplo de la sal (quiero visualizar todo esto con algún ejemplo). ¿Qué reacción química tendría que hacer para separar los iones de la molécula de sal? ¿Cuál sería el punto de equilibrio dee esa reacción?

Gracias de antemano.

[Caifan]

Re: Cuestiones básicas sobre las reacciones químicas

Aqui el problema es que los iones no se los tendras en estado libre por medios quimicos, lo mas cercano seria una solucion acuosa y ahi estarian asociados con moleculas de agua. Mas correcto seria hablar de la obtencion de NaCl a partir de Cl_2 gaseoso y Na metalico.

Te recomiendo que investigues sobre el Principio de Le Chatelier, para que veas que condiciones generan estos cambios en las velocidades de reaccion, hacia donde se alcanza el equilibrio quimico, ya sea formando productos o reactivos, hasta que las velocidades de reaccion en uno y otro sentido de la reaccion son iguales.

[Eureka]

Re: Cuestiones básicas sobre las reacciones químicas

Muchas gracias, Caifan, por tu respuesta. Realmente, el Principio de Le Chatelier es de lo que va todo esto y es precisamente lo que quería entender bien.

¡Eureka! Ahora entiendo que si en una reacción química cambio la concentración de uno de los compuestos, o la temperatura, o el volumen, o la presión, la dirección de la ecuación se desplaza en un sentido u otro, según aumenten o disminuyan esos factores.

El problema es que mi nivel de qúímica es muy bajo. Es como si recién estuviera aprendiendo un idioma extranjero, pongamos chino. Necesito, para que se termine de hacer la luz en mi cerebro, visualizar un ejemplo. Así que supongamos que tengo un kilo de moléculas del gas cloro y un kilo de moléculas del metal sodio, y los mezclo en un recipiente con una temperatura, volumen y presión determinados. ¿Qué tengo que hacer para que comience a formarse sal?

Y ahora supongamos que tengo un kilo de sal en un recipiente, ¿qué tengo que hacer para que comience a formarse cloro y sodio?

[Laron]

Re: Cuestiones básicas sobre las reacciones químicas

Así que supongamos que tengo un kilo de moléculas del gas cloro y un kilo de moléculas del metal sodio,

Bueno, querras decir un kilo(aunque por lo general se usan gramos) de atomos del metal sodio, porque acuerdate que las moléculas son enlaces de atomos de un elemento, en el caso del cloro gaseoso $Cl_2$ hay dos uniones del mismo átomo y por eso puedes hablar de moléculas (además que es una molécula diatómica).

y los mezclo en un recipiente con una temperatura, volumen y presión determinados. ¿Qué tengo que hacer para que comience a formarse sal?

Bueno, con la pregunta me supongo que te refieres a que deberías hacer para que el equilibrio se desplase hacia la derecha o hacia los productos-en este caso la sal-.
Bien, la ecuación quimica es:

$2Na + Cl_2 \rightarrow 2NaCl$

Para que se desplaze hacia la derecha, debe de haber un aumento en la concentración, temperatura, presión o volumen (estos dos últimos para que los cambios se aprecien es necesario que uno o mas de los reactivos o productos sea gaseoso) de uno de los reactivos, en este caso la ecuación general sería:

$A + B \iff C$

(Ehh lo siento por usar las flechas incorreta, lo que pasa es que no se cual es el código para representar esas flechas en ambas direcciones jeje )

Ahora, si hay un aumento en la concentración de $A$ disminuye $B$ y aumenta la concentración de $C$, al igual que si aumenta $B$ disminuye $A$ y aumenta la concentración de $C$.

Y ahora supongamos que tengo un kilo de sal en un recipiente, ¿qué tengo que hacer para que comience a formarse cloro y sodio?

Si ocurre alguna extracción en algunos de los reactivos o hay un aumente en los productos, el equilibrio se desplazará hacia la izquierda, favoreciendo a la reacción inversa.

NaClu2

[Caifan]

Re: Cuestiones básicas sobre las reacciones químicas

Bueno, ni es un kilo de moleculas ni de atomos (a menos que te refieras al significado etimologicamente original del vocablo "kilo", pero habriamos de ponernos de acuerdo si hablamos en griego o en español).

Algo un poco mas congruente seria decir: Tengo mil atomos de sodio metalico y mil atomos de cloro (que en forma gaseosa van de par en par, osea 500 moleculas).

Ahora, para que comienzen a formar cloruro de sodio, depende de las condiciones. Supongamos que tenemos condiciones estandar (presion de 1 atm, temperatura ambiente); en estas condiciones no hace falta esperar nada para que el cloro reaccione con el sodio, solo alejate un poco!!!

El proceso inverso es mas dificil de lograr, para eso tendriamos que meternos en rollos de fisicoquimica, cosa que si estudias una carrera de quimica, ya sea la quimica pura o la ingenieria, ese sera el pan de cada dia.

El que ciertos reactivos vayan o no a reaccionar en ciertas condiciones, es estudiado por la fisicoquimica, la mejor cara de la quimica, diria yo.

Por cierto, nunca he entendido eso de dezplazar a la "derecha" o a la "izquierda", si en el matraz (o vaso o reactor o lo que sea) no se separan magicamente las especies, y las que estan escritas a la derecha se juntan en ese lado (recuerden la paradoja de Boltzmann!!). Por eso siempre he preferido hablar de productos y reactivos, aunque mis profesores de quimica se enojen.