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Aplicación del Principio de Le Chatelier 0001

En la preparación del hexeno C_6H_{12} se hace reaccionar el benceno con hidrógeno gaseoso tal como aparece en la siguiente reacción:

C_6H_6(g) + 3H_2(g)\ \rightleftharpoons\ C_6H_{12} + 206\ kJ

En qué dirección se desplazará el equilibrio cuando ocurren los siguientes cambios:

a) Un incremento en la concentración de benceno.
b) Una disminución en la concentración de benceno.
c) Un aumento en la concentración de hidrógeno.
d) Una disminución en la concentración de hidrógeno.
e) Un incremento en la concentración de hexeno.
f) Una disminución en la concentración de hexeno.
g) Un aumento en la presión del sistema por compresión.
h) Una reducción en la presión del sistema por expansión.
i) Un incremento en la temperatura.

SOLUCIÓN

Para poder entender cómo se razona cada pregunta hay que tener presente siempre la ecuación de la constante de equilibrio: K_C = \frac{[C_6H_{12}]}{[C_6H_6][H_2]^3}. El valor de este cociente ha de ser el mismo en cada caso.
a) Si se aumenta la concentración de benceno se hace mayor el denominador y el valor de K_C se haría más pequeño. La manera de compensar esa posible disminución es haciendo mayor el numerador. Esto quiere decir que el equilibrio se desplaza hacia el producto.
b) Ahora disminuye el denominador, por lo que el equilibrio se desplaza hacia los reactivos para compensar esa disminución y que el valor de la constante de equilibrio sea el mismo.
c) Este caso es análogo al caso a). Se desplazará hacia la derecha.
d) Este caso es análogo al caso b). Se desplazará hacia la izquierda.
e) Ahora se hace mayor el numerador, con lo que el equilibrio evoluciona de manera que disminuya la concentración de hexeno, desplazándose hacia los reactivos.
f) El efecto es el contrario y el equilibro se desplaza hacia la derecha para aumentar la concentración de producto.
g) Si se aumenta la presión, y siendo un equilibrio gaseoso, el sistema evoluciona hacia donde hay menos moles gaseosos. En el caso que nos ocupa, el aumento de presión provocará que el equilibrio se desplace hacia la derecha.
h) Ahora el razonamiento es justo el contrario. El equilibrio se desplaza hacia la izquierda.
i) Al ser un proceso exotérmico, y considerando la energía de la reacción como un producto más, si aportamos energía al sistema se desplazará hacia los reactivos para tratar de compensar el aumento dado.

 

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