Principio De Le Chatelier: Factores Que Afectan Al Equilibrio

El principio de Le Chatelier se utiliza para valorar y predecir los cambios que sufrirá un sistema o reacción en equilibrio si se modifica alguno de los siguientes factores que lo afectan:

• Temperatura
• Presión o volumen
• Concentración de reactivos o productos

El conocimiento de este principio formulado por el ingeniero químico francés Le Chatelier en 1884, permite aumentar el rendimiento de una reacción química deseada o, por el contrario, disminuirlo en una reacción química que interfiera o ralentice la reacción que nos interese.ENUNCIADO DEL PRINCIPIO DE LE CHATELIER

Si en un sistema de equilibrio se introduce un factor externo (cambio de temperatura, presión, volumen o concentración de reactivos o productos) el equilibrio evoluciona hacia el sentido en que contrarreste dicha variación.

- EFECTO DE LA TEMPERATURA

Además de modificar el sentido del equilibrio, la temperatura también afecta al valor de la constante de equilibrio Kp o Kc, pudiendo aumentarla o disminuirla según varíe la temperatura.

Para valorar este efecto es preciso conocer si la reacción es ENDOTÉRMICA (se realiza con absorción de calor) o EXOTÉRMICA (la reacción desprende calor).

Por compararlo con un hecho cotidiano, si tenemos calor nos quitamos la chaqueta o el abrigo o encendemos el ventilador o, si tenemos frío nos abrigamos o encendemos la calefacción. El equilibrio debe compensar el calentamiento o el enfriamiento evolucionando hacia el sentido en que compense el efecto creado.

Podemos seguir el esquema:

- EFECTO DE LA PRESIÓN (Y EL VOLUMEN)

La variación de la presión o el volumen en un sistema en equilibrio no afecta al valor de la constante de equilibrio (recordemos que las constantes Kc y Kp sólo dependen de la temperatura).

La variable Presión P o volumen V, sólo afecta a las especies en estado gaseoso y si hay variación en el número de moles del equilibrio.

La presión y el volumen son inversamente proporcionales, como ya sabemos, y cumplen la Ley de los gases perfectos o ideales: P.V=n.RT

• Si hay AUMENTO DE PRESIÓN (o disminución de volumen según P.V=nRT), el equilibrio se desplaza hacia el sentido en que haya MENOR NÚMERO DE MOLES. 

• Si hay DISMINUCIÓN DE PRESIÓN (o aumento de volumen según P.V=nRT), el equilibrio se desplaza hacia el sentido en que haya MAYOR NÚMERO DE MOLES.

Habrá que calcular, entonces, la variación del número de moles (delta de n) para cada caso concreto observando los coeficientes estequiométricos de las sustancias gaseosas en el equilibrio.

Si hay el mismo número de moles gaseosos de reactivos y de productos, entonces no hay variación en el número de moles (delta de n=0) y la variación de presión o de volumen (aumento o disminución) NO AFECTA AL EQUILIBRIO.

- EFECTO DE LAS CONCENTRACIONES

La variación de la concentración de reactivos o productos no afecta al valor de la constante de equilibrio pero sí puede afectar al desplazamiento del equilibrio.

Se pueden dar cuatro circunstancias:

• Si se aumenta la concentración de uno o varios reactivos, para contrarrestar el efecto según le Chatelier, el equilibrio se desplazará hacia el sentido en que disminuya su concentración, es decir, reaccionarán las moléculas de reactivos y se formarán productos, desplazándose la reacción hacia la DERECHA ==> Formación de productos.

• Si disminuye la concentración de los reactivos, de igual manera según el principio de Le Chatelier, el equilibrio se desplazará hacia el sentido en que contrarreste aumentando dicha concentración y la reacción se desplaza hacia la IZQUIERDA <== hacia los reactivos.

• Si se aumenta la concentración de productos (añadiendo más a la reacción), el equilibrio se desplaza hacia el sentido en que contrarreste dicho aumento, reaccionando esos productos y formando los reactivos, desplazándose hacia la IZQUIERDA <== hacia los reactivos.

• Si disminuye la concentración de productos (por ejemplo, retirándolos según se van formando los productos), el equilibrio compensa la variación formando nuevos productos y se desplaza hacia la DERECHA ==> Formación de productos.

Este efecto también se puede estudiar con la expresión de la constante Kc o Kp:

Por ejemplo, si aumenta la concentración de A o B (reactivos), como la Kc no varía pues sólo lo hace con la temperatura, debe aumentar del mismo modo la concentración de C y D (productos) para que l cociente permanezca constante y entonces, si aumenta C y D se forman productos y se desplaza hacia la DERECHA ==> formación de productos.

- EFECTO DE LOS CATALIZADORES

Es importante destacar que los catalizadores NO afectan al equilibrio: sólo hacen que éste se alcance más rápidamente.