5.3 Cambios de presión por variación de volumen
Las variaciones de presión no influyen en las situaciones de equilibrio cuando intervienen sólidos y líquidos, dada su baja compresibilidad, pero resultan muy importantes si hay gases.
¿Cómo puede variar la presión que produce una mezcla de gases que está en equilibrio? Se puede modificar la cantidad de sustancia de alguno de los gases, pero ese factor lo acabas de ver. También se puede calentar o enfriar, pero la influencia de la temperatura ya la has visto.
La otra posibilidad es variar el volumen del recipiente: si disminuye, aumenta la presión parcial de todos los gases, así como la presión total. Fíjate en que de esa forma también aumentan las concentraciones respectivas. Ya has visto la relación entre presión y concentración (P =[]RT).
En el vídeo puedes ver el efecto de comprimir el gas producido en una reacción: se observa cómo disminuye la producción de gas al comprimirlo, y se recupera al dejarlo expandir.
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Fíjate en la imagen, en la que se muestra la respuesta del sistema en equilibrio (a) 2 SO3 ↔ 2 SO2 + O2 ante una disminución de volumen de 10 L hasta 1 L. Verás que en el nuevo estado de equilibrio (b) la cantidad de sustancia de SO3 es mayor, siendo menores las de SO2 y O2: el sistema ha evolucionado hacia la izquierda, ya que de esa forma por cada tres moles que reaccionan se forman solamente dos, y la presión disminuye.
Ante una disminución de volumen, que produce un aumento de presión total, los sistemas evolucionan en el sentido en que la presión disminuya un poco, de acuerdo con el principio de Le Chatelier. Esto sucede cuando disminuye la cantidad de sustancia de gas, por lo que el sistema evoluciona en el sentido en que la cantidad de sustancia estequiométrica es menor.
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Comprimiendo una mezcla de gases
Ahora vas a analizar la compresión y expansión de la mezcla en equilibrio N2O4(g) ↔ 2 NO2(g). Ten en cuenta que el N2O4 es un gas incoloro y que el NO2 es un gas rojizo.
a) Justifica lo que observas en el vídeo anterior al comprimir la mezcla. Utiliza también lo que ves en la simulación al comprimir o expandir.
b) Si quieres que el grado de disociación sea pequeño ¿debes mantener la mezcla a presiones bajas o altas?
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El efecto de la presión
Depende del valor de Δn del sistema en equilibrio: si Δn=0, el sistema no evoluciona ante cambios de presión, y se desplaza hacia donde n aumenta si la presión disminuye, y hacia donde n disminuye si la presión aumenta.
![Icono de IDevice de pregunta](icon_question.gif)
El proceso es exotérmico.
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Hay un catalizador en la mezcla reactiva.
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Al comprimir el sistema no varía el grado de reacción.
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La temperatura de trabajo es baja.
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