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El equilibrio químico representa un balance entre las reacciones hacia la derecha y hacia la izquierda. Los cambios en las condiciones experimentales pueden alterar el equilibrio y desplazar la posición del equilibrio para que se forme mayor o menor cantidad de producto deseado.

                                                               Principio de Le Châtelier 

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Henry Louis Le Chatelier

Este principio predice en que dirección se desplazará una reacción en equilibrio cuando presenta cambios, en cuanto, a la concentración, presión, volumen, temperatura o presencia de catalizador . Este fundamento, establece que si se presenta un cambio externo sobre un sistema en equilibrio, el sistema se ajustara de tal manera que se cancele dicho cambio en la medida que el sistema alcanza una nueva posición de equilibrio. El principio deLe châtelier se utiliza para valorar los efectos de tales cambios.

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- Cambios en la concentración 

Obsérvese el siguiente sistema en equilibrio

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Cuando se agrega al sistema más de un reactivo o producto, el valor de Q cambia de modo que ya coinciden con Keq, y la reacción deja de estar en equilibrio. La alteración debida a la sustancia que se agregó, se contrarresta haciendo que el equilibrio se desplace en el sentido en que se consume parte de la sustancia que se agregó, promoviendo que el valor de Q regrese de nuevo al valor de Keq.

Al compararse las expresiones de la acción de masas de Q y Keq. Si se agrega mas de A o B, entonces Q < Keq, y la reacción directa ocurre con más rapidez y en mayor grado que la reacción inversa hasta que el equilibrio se restablece. Si se agrega mas de C o D, Q > Keq y la reacción inversa tiene lugar con más rapidez y en mayor extensión hasta que el equilibrio se restablece.

Cambioconcentracion

Cambios de la concentración

Si se agrega mas de A a la mezcla en equilibrio, esta velocidad aumenta de tal manera que ya no es la misma que la velocidad de la reacción inversa. Conforme la reacción procede hacia la derecha, se consume mas de A y B y se forman mas de C y D, la velocidad directa disminuye y la velocidad inversa aumenta hasta que se igualan de nuevo. En este punto se alcanza una nueva condición de equilibrio, donde hay mas de C y D que la que había en la mezcla de equilibrio original; sin embargo no todo lo que se agrega de A se consume cuando se alcanza el nuevo equilibrio.

Si por el contrario un reactivo o producto se elimina de un sistema de equilibrio, la reacción que se produce esa sustancia ocurre con más rapidez y en mayor grado que su inversa. Si se elimina parte de C o D, entonces Q < Keq y se favorece la reacción directa hasta que se establece el equilibrio. Si se elimina parte de A o B, se favorece la reacción inversa.

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Cuando se establece una nueva condición de equilibrio; la velocidad de las reacciones directa e inversa se igualan de nuevo y Keq se satisface de nuevo con las nuevas concentraciones de reactivos y productos.

- Cambios de volumen o presión.

Los cambios de presión afectan muy poco la concentración de sólidos o líquidos debido a que estos casi no se comprimen. Por otro lado, los cambios de presión provocan cambios significativos en los gases, por tanto, estos cambios afectan el valor de Q en reacciones en que las cantidades de moles de reactivos gaseoso difieren de la cantidad de moles de productos gaseoso.

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El término (n/V) representa concentración, esto es , mol/L . A temperatura constante n, R y T son constantes, por lo tanto, si el volumen que ocupa un gas disminuye, su presión parcial aumenta y su concentración (n/V) aumenta; si el volumen de un gas aumenta, tanto su presión parcial como su concentración disminuye.

De acuerdo con el siguiente sistema gaseoso en equilibrio:

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Presion

A temperatura constante, una disminución de volumen (aumento de presión) causa un incremento de la concentración tanto de A como de D. En la expresión de Q, la concentración de D está elevada al cuadrado y la concentración de A lo esta a la primera potencia. En consecuencia, el numerador de Q aumenta más que el denominador conforme aumenta la presión. Por tanto, Q > Keq y este equilibrio se desplaza hacia la izquierda. Por el contrario un incremento de volumen (disminución de presión) causa un desplazamiento de la reacción hacia la derecha hasta que se restablece el equilibrio, debido a que Q < Keq. El efecto de los cambios de presión (volumen) puede resumirse en este sistema, en fase gaseosa, en equilibrio.

- Cambios de temperatura

De acuerdo, con la reacción exotérmica del siguiente equilibrio:

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El calor se produce en la reacción directa (exótermica). Si se incrementa la temperatura a presión constante agregando calor al sistema, lo cual favorece la reacción hacia la izquierda a fin de eliminar el calor extra que se está agregando. La disminución de la temperatura favorece la reacción hacia la derecha ya que el sistema restituye parte del sistema de calor que se elimina.

En contraste, en una reacción endotérmica en equilibrio:

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Un incremento de temperatura a presión constante favorece la reacción hacia la derecha, y una disminución de la misma favorece la reacción hacia la izquierda.

El valor de toda constante de equilibrio cambia con los cambios de temperatura. Si se modifica la temperatura de una reacción en equilibrio, entonces provoca que Q sea diferente Keq, sin embargo, ahora esto se debe a que Keq toma otro valor, por tanto, la reacción, procede en la dirección en la que Q se desplaza hacia el nuevo valor de Keq.

Por ende, los valores de Keq, de reacciones exótermicas disminuyen con el aumento de temperatura, y los valores de Keq, de reacciones endótermicas aumentan con el aumento de temperatura.

- Efecto de un catalizador

La adición de un catalizador a un sistema modifica la velocidad de la reacción pero no desplaza el equilibrio a favor ya sea de los productos o los reactivos. Debido a que un catalizador afecta la energía de activación tanto de la reacción directa como de la inversa en igual magnitud, ambas constantes de velocidad cambian en el mismo factor, de modo que su relación, Keq no cambia. Es decir, la adición de un catalizador a una reacción en equilibrio no tiene efecto alguno; no cambian ni Q ni Keq, en donde se llega a la misma mezcla en equilibrio con o sin catalizador, sin embargo, el equilibrio se establece con más rapidez en presencia de de un catalizador.

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