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El concepto de “equilibrio químico” es un concepto que ha dado de que hablar a diversos científicos y autores que se han interesado por éste tema y lo que conlleva. La construcción de su definición se remota desde la antigua Grecia con Arquímedes, quién por primera vez definió el concepto de “equilibrio”, asimismo uno de los pioneros fue Alberto Magno con su aportación que hace referencia a la afinidad de las sustancias,  al igual que los dos autores antes mencionados existen otros que han ido confeccionando el término, por ello, a continuación se muestra cada una de las aportaciones y hechos importantes en el desarrollo del término “equilibrio químico”.

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Postulo que se llegaba al equilibrio  por la igualdad entre dos condiciones formadas por el producto de una característica propia del sistema material.

Podemos decir que es la primera ley mecánica enunciada en la historia en la que jugaba un papel fundamental la condición de equilibrio.

Arquímedes fue quien establece que una palanca en equilibrio horizontal permanece así mientras no se desplacen los pesos de sus posiciones respectivas

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La primera idea de afinidad, como expresión de las sustancias a reaccionar entre sí, fue introducida

por  Alberto  Magno, en este concepto  se establecía  que

cuanto mayor era la afinidad (semejanza, similitud o

parentesco) entre dos sustancias, mayor era su tendencia a reaccionar entre sí.

Esta idea de relacionar las sustancias se debe a las aportaciones de Hipócrates y también llega a atribuirse a Platón,  Aristóteles,  y  en  los alquimistas griegos medievales.

Dado que dos sustancias, aparentemente diferentes, reaccionaban entre sí, la semejanza se debía buscar en  un  principio  común el cual seria el responsable  del comportamiento químico de ambas sustancias.

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Los químicos empezaron la construcción de diferentes tablas de afinidad, basadas en el concepto de afinidades electivas.

Pero, fue a principios del siglo XIX cuando Berthollet retomo esta idea, tuvo en cuenta la masa de las sustancias que participan en una reacción química como factor clave a la hora de dar cuenta de las llamadas fuerzas químicas.

Él advirtió la presencia de cristales de carbonato sódico, resultado de la reacción de desplazamiento entre el cloruro sódico y el carbonato cálcico

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Fue quien presentó  a  la academia de  Ciencias  de  París  su  "Table des  différents  rapports observés entre  différentes substances".  En esta  tabla  se logran visualizar  dieciséis  columnas.  Cada  columna  está  encabezada por  una  sustancia de  referencia,  seguida por  otras sustancias  que se  colocan  sucesivamente  debajo  de la  misma de  forma que esta  secuencia  representa el orden decreciente  de  su  afinidad  por  la  primera.

Las sustancias ubicadas en la  posición más alta de la tabla desplazan  a cualquier  sustancia que se  encuentren por  debajo  de  la  misma  en  su  combinación  con  la sustancia  de  referencia.

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Químico sueco que en su tabla  de  Bergman aparecian un total de  de  49  columnas  (27 ácidos,  8 bases,  14  metales  y otras  sustancias).

Consideraba que las reacciones tenían tres variables:
• Presión
•Temperatura
•Volumen

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Él publicó un artículo en el que trató de determinar las afinidades químicas por lo que estableció como variable la velocidad de reacción de distintos metales que son ácidos.

Fue el primero en considerar que cierta cantidad de una sustancia era equivalente a una cantidad de otra cuando reaccionaban y si ambas reaccionaban con una tercera sustancia, las cantidades con que lo hacían eran también las mismas en la mayoría de los casos: terminaba siendo equivalentes

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Fue en esta obra escrita por Torbern Bergman donde se aborda  con  la  idea  de estudiar  todas  las  reacciones  químicas  posibles  y  se guío con la interpretación  efectiva  de  las  afinidades  químicas  en  términos  newtonianos.

Incluyó tablas que enumeran los elementos en el orden de su afinidad (su capacidad para reaccionar y desplazar otros elementos en un compuesto).

La  determinación  de  estas  afinidades  se realizaba en  términos  relativos  a  partir  de  la  interpretación  del  resultado  de  reacciones  de  desplazamiento.

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Empezó  a plantearse  el  problema  de  la  invariabilidad  de  las afinidades  al  estudiar  las  anomalías  encontradas al momento de  establecer  un  test  fiable  para  la  determinación  de  la  pureza  del  nitrato  de  potasio.

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Fue el primero en proponer el carácter dinámico de un proceso de equilibrio químico como el resultado un balance de átomos entre dos reacciones opuestas.

Para explicar  por qué eran incompletas las reacciones estudiadas, asumió que en el estado de equilibrio tanto los reactivos como los productos estaban en continua formación,  de  tal  forma  que  para  dar  cuenta  del hecho de que a nivel macroscópico las cantidades de todas las sustancias presentes no cambiaban con el tiempo.

Asumió que el número absoluto de átomos intercambiados por unidad de tiempo entre los reactivos y los productos debía ser idéntico.

La velocidad de reacción es proporcional a las masas activas de las sustancias reaccionantes. En el equilibrio químico, el número de moléculas que se están descomponiendo en un cierto tiempo es igual al número

de moléculas que se están formando.

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El autor postuló que, si sobre un sistema en equilibrio se modifica cualquiera de los factores que influyen en una reacción química, dicho sistema evolucionará en la dirección que contrarreste el efecto del cambio. Cuando un sistema que se encuentra en equilibrio, es sometido a una acción externa que lo perturbe, el equilibrio se desplaza hasta alcanzar nuevamente el equilibrio.

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Establecía que el estado de equilibrio se alcanzaba cuando las velocidades de las dos reacciones opuestas llegaban a ser iguales.

Estaba basado en el desarrollo  de  la  teoría  cinética  por  autores  como Clausius y Maxwell. Posteriormente, Berthelot,  en su obra Essai de mécanique chimique.

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En 1864, los químicos noruegos  encontraron, además, que existía una relación constante entre las concentraciones de los productos y de los reactivos en el equilibrio. Esta ley se denominó "Ley de acción de masas"

Llegaron a enunciar la ley del equilibrio químico investigando la cinética de las reacciones, uno de cuyos casos particulares correspondía a un estado estacionario en el que las variables macroscópicas del sistema no variaban con el tiempo.

Aun cuando la densidad media de partículas en un punto de la corriente se mantenga constante en el tiempo, sabemos que es el continuo reemplazamiento de micro-componentes el responsable de tal persistencia en sus propiedades.

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En el año 1864, Guldberg y Waage hallaron experimentalmente que existe una relación entre las concentraciones de reactivos y de productos de una reacción química una vez que esta ha alcanzado el equilibrio. A dicha relación se la denomina constante de equilibrio, y se simboliza como . Veamos cómo deducir la expresión de .

Si consideramos la siguiente reacción reversible:

La velocidad de la reacción hacia la derecha, de reactivos a productos, será:

Consideramos que se trata de un proceso elemental. Ya hemos indicado en numerosas ocasiones en el tema de cinética química, que si tenemos un proceso elemental, los exponentes de la ecuación de velocidad coinciden con los coeficientes estequiométricos, así:

Para la reacción inversa:

Al alcanzar el equilibrio, como hemos indicado en el primer apartado de teoría, lo que ocurre es que las velocidades directa e inversa se igualan:

El cociente entre las dos constantes de velocidad a una temperatura dada será otra constante, cuyo valor depende también de la temperatura, y que llamamos Kc, constante de equilibrio:

Esta expresión es la denominada l ey de acción de masas. Así, la ley de acción de masas nos indica que, en un proceso elemental, el producto de las concentraciones de los productos en el equilibrio, elevadas a sus respectivos coeficientes estequiométricos, dividido por el producto de las concentraciones de los reactivos elevadas a sus respectivos coeficientes estequiométricos, es un valor constante para cada temperatura.

Aunque el valor de la constante de equilibrio Kc está asociado a concentraciones molares, por convenido se suele expresar como una magnitud adimensional, esto es, sin unidades.

Por ejemplo, para la reacción entre I y H para dar HI:

Por ejemplo, para las reacciones siguientes, todas ellas a 500K:

- La constante de equilibrio de una reacción y su inversa son recíprocas:

- Si una reacción ajustada se multiplica o divide por un valor n (es decir, se ajusta de forma distinta), la constante de equilibrio sufre el mismo cambio, aunque como exponente:

Ecuación 2 = (1/2)·Ecuación 1

- Si un proceso es la suma de varios equilibrios químicos, la constante de equilibrio global es producto de las anteriores:

Por último, cabe destacar que cuando tenemos equilibrios heterogéneos, las concentraciones de sólidos o de líquidos puros no se indican en la expresión de la porque son constantes y se incluyen en la misma. Únicamente se tienen en cuenta las especies disueltas o en estado gas:

Así, para esta reacción, como CaCO y CaO son sólidos no se incluyen en la expresión de la constante, y esta queda únicamente como K = [CO], incluyendo únicamente el CO por ser la única especie gaseosa.

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Equilibrio Químico Teoría 1: Definición de equilibrio químico. Reacciones reversibles e irreversibles. Tipos de equilibrios.
Category: Equilibrio Químico, Teoría de Equilibrio Químico y Vídeos Equilibrio Químico.

Etiquetas: Constante de equilibrio.

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Constante de equilibrio: ley de acción de masas | Quimitube

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En este vídeo explicamos qué entendemos por constante de equilibrio, Kc, y definiremos la ley de acción de masas.

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Reformuló la idea de Williamson que explico el equilibrio como la producción simultánea de dos reacciones químicas en sentidos opuestos; otro ejemplo es la explicación molecular dada por Clausius en 1857, basada en la teoría cinética de la evaporación de un líquido.

Es decir, se da un cambio químico pero es una reacción reversible al manifestar una variante.

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Se encargo del desarrolló el proceso para proveer una fuente económica y confiable de explosivos. En la actualidad, el proceso se emplea fundamentalmente para fabricar fertilizantes. Una gran cantidad de amoniaco se convierte en sulfato de amonio o nitrato de amonio para su uso como fertilizante.
El proceso de Haber es una excelente aplicación práctica del principio de LeChatelier. Mediante el proceso de Haber podemos entender los factores cinéticos y termodinámicos que influyen en la velocidad de las reacciones y en la posición de los equilibrios.
DATO:
En Estados Unidos, cada persona requiere alrededor de 50 kilogramos de NH3 por año para este uso.

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Dio a conocer la ley de desplazamiento de los equilibrios químicos, también conocido como: principio del equilibrio móvil, en donde el  equilibrio se desplaza ante una reducción de temperatura hacia un estado en el que genere calor.

Se trata de una reacción reversible, ya que al modificar una variable, esta va a proceder a cambiar.

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EQUILIBRIO Y TEMPERATURA. ECUACIÓN DE VAN'T HOFF | Equilibrio

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Todo sistema en equilibrio químico estable sometido a una causa exterior que tiende a hacer variar su temperatura o su condensación (presión, concentración, número de moléculas por unidad de volumen) en su totalidad o solamente en alguna de sus partes, sólo puede experimentar unas modificaciones interiores que, de producirse solas, llevarían a un cambio de temperatura o de condensación de signo contrario al que resulta de la causa exterior.

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Principio de Le Chatelier Explicación con un experimento

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Fue un  estudio histórico realizado sobre el equilibrio químico  que permitió mostrar que los conocimientos científicos actuales no se tratan de verdades eternas descubiertas o el simple resultado de la acumulación de observaciones, sino el producto de una empresa humana realizada en un contexto social definido.

Por ello es meramente necesario saber el proceso histórico del equilibrio químico, ya que al pasar de los años se ha visto como este concepto se fue enriqueciendo.

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Autor de relevancia, que nos brinda tres de los conceptos básicos que caracterizan el

estudio  y  comprensión  de  la  reacción  química  en

el caso del equilibrio químico son los siguientes:
Reacción incompleta , que implica que en el estudio de una reacción química particular, ésta avanza hasta  una  cierta  extensión,  quedando  cantidades apreciables  de  reactivos  sin  reaccionar.
Reversibilidad: que implica que para una reacción  química  dada  también  puede  producirse  su

reacción inversa.
Carácter dinámico: que supone una explicación, a nivel molecular, de los dos conceptos anteriores en función  de  la  variación  de  las  velocidades  de  la reacción directa e inversa de un proceso reversible hasta alcanzar el estado de equilibrio químico.

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Es importante reconocer que se llega a confundir términos, por ello se  subraya algunas diferencias sustanciales.
La primera es que el proceso de desarrollo de las ideas en los estudiantes es frecuentemente inconsciente; en cambio, el proceso de construcción de teorías por los científicos es consciente.
El desarrollo de las ideas en los estudiantes es individual, mientras que las ideas científicas, deben ser desarrolladas en cooperación y confrontación con las visiones de otros científicos que trabajan en el mismo campo. Por último, las ideas de los alumnos se originan generalmente en la vida cotidiana mientras que las de los científicos parten del conocimiento científico vigente.

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Existe una inmensa variedad de material de apollo para la enseñanza de las ciencias comenzando por la historia y la filosofía de las ciencias pueden aportar a la enseñanza de las ciencias en cuatro aspectos:
1. Para enseñar a los estudiantes sobre la naturaleza de las ciencias
2. Para utilizar algún paralelismo entre la evolución histórica y el desarrollo de la comprensión de un contenido por los estudiantes 3. Para superar problemas prácticos en la enseñanza y facilitar el aprendizaje
4. Para desarrollar en los estudiantes capacidades de pensamiento crítico.

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Encontró que los estudiantes conceptualizan las velocidades de reacción como fuerzas, en el mismo sentido que el usado en la evolución histórica del concepto  equilibrio químico  y de las concepciones erróneas de los estudiantes sobre la tercera ley del movimiento de Newton.

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Su objetivo se recabo en diferentes  intentos se  realizaron  para  determinar cuantitativamente  la  magnitud  de  la  fuerza  de afinidad  o  de  atracción  química.

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Se empleo el estudio sobre el equilibrio, donde nos explica la idea pendular del equilibrio: que primero se completa la reacción directa, luego la inversa y así sucesivamente; ésta se apoyaría también en esta analogía mecánica del  equilibrio mecánico que oscila alrededor de un estado de equilibrio.

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Se enfoca haciendo estudio en una reacción  incompleta, implica que en  el  estudio  de  una reacción  química particular,  ésta  avanza hasta una cierta  extensión,  quedando  cantidades apreciables  de  reactivos  sin  reaccionar;  se  trata  de un  sistema de  composición  constante  en  el  que  las cantidades  de  los  reactivos  y  de  los  productos  permanecen inalteradas.
b)  reversibilidad,  que implica que para  una reacción  química  dada  también puede  producirse  su reacción  inversa. c)  carácter  dinámico,  que  supone  una  explicación, a  nivel  molecular,  de  los  dos  conceptos anteriores  en función  de  la  variación  de  las  velocidades  de  la reacción  directa  e  inversa  de  un  proceso  reversible hasta alcanzar  el  estado  de  equilibrio  químico.

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Definieron modelos históricos para la cinética química y teniendo en cuenta la  finalidad educativa del presente estudio, se extrajeron tres modelos históricos sobre el equilibrio químico, como complemento en las actividades académicas.

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Se retoma lo importante que es el estudio histórico que puede servir para fundamentar la introducción del concepto de  equilibrio químico  mediante una apropiada secuencia de aprendizaje. Esta secuencia comenzaría cuestionando las ideas iniciales de que las reacciones químicas se producen en forma completa y en un solo sentido, a través de experimentos que brinden evidencias a nivel macroscópico.
La formulación de la ley de equilibrio se obtendría de datos empíricos y,  sobre esta base, se introducirían modelos que intenten explicar a nivel submicroscópico los aspectos previos.

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Equilibrio químico es la denominación que se hace a cualquier reacción reversible cuando se observa que las cantidades relativas de dos o más sustancias permanecen constantes, es decir, el equilibrio químico se da cuando la concentración de las especies participantes no cambia, de igual manera, en estado de equilibrio no se observan cambios físicos a medida que transcurre el tiempo; siempre es necesario que exista una reacción química para que exista un equilibrio químico, sin reacción no sería posible.

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Alemañ, R. (2012, 22 julio). El concepto de equilibrio químico. Historia y controversia. El concepto de equilibrio químico. Historia y controversia. https://dialnet.unirioja.es/servlet/articulo?codigo=3868677

Raviolo, A. (2007). Implicaciones didácticas en un estudio histórico sobre el concepto de equilibrio químico. Revista Investigación y experiencias didácticas, 25(3), pp.416-422. https://www.raco.cat/index.php/Ensenanza/article/view/87936

Quilez, J. (s. f.). Aproximación a los orígenes del concepto de equilibrio químico. Algunas implicaciones didácticas. UNAM. Recuperado 17 de marzo de 2021, de http://revistas.unam.mx/index.php/req/article/view/66302/58213