Entendiendo la Constante de Equilibrio Químico (Kc): Factores y Aplicaciones

Constante de Equilibrio (Kc)

En toda reacción química reversible, en equilibrio y a una determinada temperatura, el producto de las concentraciones molares de los productos dividido entre el producto de las concentraciones molares de los reactivos, cada uno de ellos elevado a su coeficiente estequiométrico, tiene un valor constante, Kc. Solo depende de la temperatura, por lo que tendrá un valor característico a cada temperatura y no depende de las concentraciones iniciales de los reactivos y productos.

Cociente de Reacción (Qc)

Qc es la magnitud que utilizamos para conocer si el sistema está en equilibrio y, de no ser así, el sentido hacia el que debe evolucionar para alcanzarlo (reactivos o productos). De esta forma, Qc toma la misma expresión que Kc, pero sin saber si las concentraciones de las que hablamos son las de equilibrio.

Kp = Kc · (R · T) ∆n

𝑲𝒄 = [𝑪]𝒆𝒒 𝒄 ∙ [𝑫]𝒆𝒒 // [𝑨]𝒆𝒒 𝒂 ∙ [𝑩]𝒆𝒒 𝒃

Definimos el grado de disociación (α) como la fracción de mol que se ha disociado (reaccionado) cuando se alcanza el equilibrio. El % disociado es el mismo concepto, pero en tanto por 100.

Equilibrios Heterogéneos

Son aquellos equilibrios en los que todas las sustancias que intervienen no se encuentran en la misma fase. Por lo tanto, podemos encontrar sólidos o líquidos puros coexistiendo en la reacción con gases o sustancias en disolución. Un ejemplo típico son los equilibrios de solubilidad y precipitación.

Principio de Le Chatelier

Según el principio de Le Chatelier: “Cuando un sistema en equilibrio es perturbado desde el exterior modificando sus condiciones, se desplazará en el sentido (reactivos o productos) que tienda a contrarrestar dicha perturbación”.

Factores que Afectan el Equilibrio

1. Cambios en las Concentraciones

Al añadir más cantidad de una sustancia a un sistema en equilibrio, éste se desplazará hacia el lado donde no esté presente dicha sustancia con el objetivo de contrarrestar dicha perturbación. Sin embargo, al retirar una sustancia, el sistema se desplazará hacia el lado donde ella se encuentre para compensar dicho cambio. ¡Cuidado con los sólidos y líquidos puros! Su adición o retirada no altera el equilibrio.

2. Cambios en la Presión y el Volumen

Al aumentar la presión (o disminuir el volumen) de un sistema en equilibrio, éste se desplazará hacia el lado donde sea menor el número de moles gaseosos con el objetivo de contrarrestar dicha perturbación (ya que a menor número de moles gaseosos, menor presión). Sin embargo, al disminuir la presión (o aumentar el volumen), se desplazará hacia donde sea mayor el número de moles gaseosos para compensarlo (mayor presión). Si ∆n = 0, el equilibrio no se vería alterado por cambios en la presión.

3. Cambios en la Temperatura

Un aumento de la temperatura en un sistema en equilibrio provocará que éste trate de contrarrestar dicha perturbación (principio de Le Chatelier) favoreciendo la reacción endotérmica (que al absorber energía, disminuirá la temperatura del sistema). Mientras que una disminución de la temperatura provocará que éste trate de compensar dicha perturbación favoreciendo la reacción exotérmica (que al desprender energía, aumentará la temperatura del sistema).