Equilibrio químico

Considera el equilibrio entre el cis-2-buteno y el trans-2-buteno. A temperatura ambiente las colisiones entre moléculas no tienen la suficiente energía para debilitar el doble enlace, pero a 400 ºC, sí lo son, y se aprecia una cierta velocidad de reacción:

1. Examina los modelos moleculares de ambas moléculas. ¿Qué hay que hacer para transformar uno en otro?

2. ¿Pueden interconvertirse las moléculas sin desconectar (=romper) los enlaces?

3. Se ponen en un contenedor una gran cantidad de moléculas de cis-2-buteno. ¿Qué pasará si se deja a estas moléculas a temperatura ambiente por cierto tiempo? ¿Qué pasará si se deja a estas moléculas a 400 ºC por cierto tiempo?

Supongamos que ponemos en el contenedor exactamente 10 000 moléculas de cis-2-buteno. La siguiente tabla indica cuántas moléculas de cada sustancia hay:

Tiempo (s)	Nº de moléculas de A	Nº de moléculas de B	Nº de moléculas de A que reaccionarán en el siguiente segundo	Nº de moléculas de B que reaccionarán en el siguiente segundo	Nº de moléculas de A que se formarán en el siguiente segundo	Nº de moléculas de B que se formarán en el siguiente segundo
0	10000	0	2500	0	0	2500
1	7500	2500	1875	250	250	1875
2	5875	4125	1469	413	413	1469
3	4819	5181	1205	518	518	1205
4	4132	5868	1033	587	587	1033
5	3686	6314	921	631	631	921
6	3396	6604	849	660	660	849
7	3207	6793	802	679	679	802
8	3084	6916	771	692	692	771
9	3005	6995	751	699	699	751
10	2953	7047	738	705	705	738
11	2920	7080	730	708	708	730
12	2898	7102	724	710	710	724
13	2884	7116	721	712	712	721
14	2875	7125	719	713	713	719
15	2869	7131	717	713	713	717
16	2865	7135	716	714	714	716
17	2863	7137	715	714	714	715
18	2862	7138	715	714	714	715
19	2861	7139	715	714	714	715
20	2860	7140	715	714	714	715
21	2859	7141	714	714	714	714
22	2859	7141	714	714	714	714
23	2859	7141	714	714	714	714
24	2859	7141	714	714	714	714
25	2859	7141	714	714	714	714
30	2859	7141	714	714	714	714
40	2859	7141	714	714	714	714
50	2859	7141	714	714	714	714

4. Durante el intervalo 0-1 s, ¿cuántas moléculas de A reaccionaron?, ¿cuántas de B se formaron?, ¿por qué estos dos números son iguales?

5. Durante el intervalo 10-11 s, ¿cuántas moléculas de B reaccionaron?, ¿cuántas de A se formaron?, ¿por qué estos dos números son iguales?

6. Durante el intervalo 0-1 s, ¿qué fracción de moléculas de A reaccionaron?, ¿y en el intervalo 10-11 s?, ¿y en el 24-25 s?

7. Durante el intervalo 100-101 s, ¿cuántas moléculas de A reaccionarán? Explica tu respuesta.

8. Durante el intervalo 1-2 s, ¿qué fracción de moléculas de B reaccionaron?, ¿y en el intervalo 10-11 s?, ¿y en el 24-25 s?

9. Durante el intervalo 100-101 s, ¿cuántas moléculas de B reaccionarán? Explica tu respuesta.

10. ¿Cuánto tiempo tardó en llegar al equilibrio la reacción anterior? ¿Seguirán reaccionando las moléculas de A para formar moléculas de B a los 500 s?, ¿y al revés?