1. Equilibrios físicos y químicos
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| Imagen 3 Jurii, Creative commons |
Es más fácil analizar en primer lugar lo que sucede en procesos físicos. Uno de los casos más interesantes es el paso al estado gaseoso de sólidos o líquidos. En la simulación siguiente puedes observar lo que sucede cuando sublima el yodo (o iodo) sólido, generando un vapor violeta.
Al principio, no hay más que yodo sólido. Poco a poco, se va observando la formación de un gas coloreado, y al cabo de unos veinte minutos la intensidad del color ya no aumenta. Parece lógico suponer que ya no se forma más vapor de yodo, por lo que tampoco cambiará la masa de yodo sólido ni la presión en el matraz. Esa situación en la que no cambian las propiedades del sistema es el estado de equilibrio.
Fíjate en lo que sucede si se parte de una masa mayor de gas. En los equilibrios gaseosos solamente influye la cantidad de sustancias en ese estado, no la de sólido.
Es muy importante la interpretación que se hace del hecho de que la composición de la mezcla en equilibrio no varíe. Una posible explicación sería que la reacción se detuviese, pero lo que se propone es que el sólido sigue evaporándose, pero a la vez el vapor condensa, de manera que ambos procesos se realizan a la misma velocidad, con lo que las cantidades de yodo en los dos estados no cambian. Es decir, el equilibrio es dinámico.
Simulación 1. Elaboración propia
Ejemplo o ejercicio resuelto
AV - Reflexión
Objetivos
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| Simulación 2 Chang, Uso educativo |
La presión de vapor de los líquidos
Al encerrar un líquido en un recipiente y mantenerlo a temperatura constante, las moléculas de la superficie del líquido de mayor energía se escapan de la fase líquida y pasan a ocupar como moléculas libres (gas) el volumen superior del recipiente (que no está ocupado por el líquido), formándose un vapor. Las partículas de vapor que chocan con la superficie del líquido, a consecuencia del choque y de la pérdida de energía de estas moléculas quedan formando de nuevo parte del líquido con lo que se establece una doble tendencia, la del líquido a vaporizarse y la del vapor a condensarse.
Llega un momento en que el manómetro no acusa variación de presión si la temperatura no varía, con lo que las propiedades macroscópicas del sistema vapor y del sistema líquido permanecen inalteradas: se dice entonces que se ha alcanzado un estado de equilibrio. La presión que ejerce el vapor se conoce como presión de vapor del líquido y es función de la naturaleza del líquido y de la temperatura.
Una vez alcanzado el estado de equilibrio, podrías observar, de disponer de un dispositivo adecuado, que la vaporización continúa a nivel molecular al igual que la condensación, y para que las propiedades macroscópicas permanezcan constantes la velocidad de evaporación tiene que ser igual a la velocidad de condensación. De nuevo se pone de manifiesto que el equilibrio alcanzado es de tipo dinámico