Calcular constante de equilibrio

Calcular constante de equilibrio

Cómo calcular la constante de equilibrio sin concentraciones

Después de haber cubierto los conceptos esenciales de los equilibrios químicos en las secciones anteriores de este capítulo, esta sección final demostrará el aspecto más práctico del uso de estos conceptos y las estrategias matemáticas apropiadas para realizar varios cálculos de equilibrio. Estos tipos de cálculos son esenciales en muchas áreas de la ciencia y la tecnología, por ejemplo, en la formulación y dosificación de productos farmacéuticos. Una vez que se ingiere o se inyecta un fármaco, suele participar en varios equilibrios químicos que afectan a su concentración final en el sistema corporal de interés. El conocimiento de los aspectos cuantitativos de estos equilibrios es necesario para calcular una cantidad de dosis que solicite el efecto terapéutico deseado.
Muchos de los cálculos de equilibrio útiles que se demostrarán aquí requieren términos que representen cambios en las concentraciones de reactivos y productos. Estos términos se derivan de la estequiometría de la reacción, como lo ilustra la descomposición del amoníaco:
Como se mostró anteriormente en este capítulo, este equilibrio puede establecerse dentro de un recipiente sellado que inicialmente contiene sólo NH3, o una mezcla de dos de las tres especies químicas involucradas en el equilibrio. Independientemente de su composición inicial, una mezcla de reacción mostrará las mismas relaciones entre los cambios en las concentraciones de las tres especies involucradas, como lo dicta la estequiometría de la reacción (ver también el contenido relacionado sobre la expresión de las tasas de reacción en el capítulo sobre cinética). Por ejemplo, si la concentración de nitrógeno aumenta en una cantidad x

Cómo calcular la concentración de equilibrio sin kc

301.1: Leyes y teorías científicas301.2: El método científico301.3: Clasificación de la materia por su estado301.4: Clasificación de la materia por su composición301.5: Propiedades físicas y químicas de la materia301.6: ¿Qué es la energía? Clasificación de la materia según su composición301.5: Propiedades físicas y químicas de la materia301.6: ¿Qué es la energía? 301.7: Medición: Unidades estándar301.8: Medición: Unidades derivadas301.9: Incertidumbre en la medición: Exactitud y precisión301.10: Incertidumbre en la medición: Lectura de instrumentos301.11: Incertidumbre en la medición: Cifras significativas301.12: Análisis dimensional
303.1: Moléculas y compuestos303.2: Fórmulas químicas303.3: Modelos moleculares303.4: Clasificación de elementos y compuestos303.5: Compuestos iónicos: Fórmulas y nomenclatura303.6: Compuestos moleculares: Fórmulas y nomenclatura303.7: Compuestos orgánicos303.8: Conceptos de masa de fórmula y mol de los compuestos303.9: Determinación experimental de la fórmula química303.10: Ecuaciones químicas
304.1: Estequiometría de la reacción304.2: Reactante limitante304.3: Rendimiento de la reacción304.4: Propiedades generales de las soluciones304.5: Concentración y dilución de soluciones304.6: Soluciones electrolíticas y no electrolíticas304.7: Solubilidad de compuestos iónicos304.8: Reacciones químicas en soluciones acuosas304.9: Reacciones de precipitación304.10: Reacciones de oxidación-reducción304.11: Números de oxidación304.12: Ácidos, bases y reacciones de neutralización304.13: Reacciones de síntesis y descomposición

Constante de equilibrio kc

La constante de equilibrio es el valor del cociente de reacción que se calcula a partir de la expresión del equilibrio químico. Depende de la fuerza iónica y de la temperatura y es independiente de las concentraciones de reactivos y productos en una solución.
La constante de equilibrio es una cantidad adimensional (no tiene unidades). Aunque el cálculo se suele hacer para dos reactivos y dos productos, funciona para cualquier número de participantes en la reacción.
Para cualquier temperatura, sólo hay un valor para la constante de equilibrio. Kc sólo cambia si cambia la temperatura a la que se produce la reacción. Puedes hacer algunas predicciones sobre la reacción química basándote en si la constante de equilibrio es grande o pequeña.
Si el valor de la constante de equilibrio es pequeño, entonces el equilibrio favorece la reacción hacia la izquierda, y hay más reactantes que productos. Si el valor de Kc se aproxima a cero, se puede considerar que la reacción no se produce.
Si los valores de la constante de equilibrio para la reacción directa e inversa son casi iguales, entonces la reacción tiene la misma probabilidad de proceder en una dirección que en la otra y las cantidades de reactivos y productos serán casi iguales. Este tipo de reacción se considera reversible.

Cómo calcular la constante de equilibrio dada la entalpía y la entropía

Es importante recordar que una constante de equilibrio está siempre ligada a una ecuación química concreta, y si escribimos la ecuación al revés o multiplicamos sus coeficientes por un factor común, el valor de \N(K\) cambiará. Afortunadamente, las reglas son muy sencillas:
Muchos cambios químicos pueden considerarse como la suma o la diferencia de otras dos o más reacciones. Si conocemos las constantes de equilibrio de los procesos individuales, podemos calcular fácilmente la de la reacción global según la siguiente regla:
Esta reacción neta describe la disolución de la piedra caliza por el ácido; es responsable del efecto erosionador de la lluvia ácida sobre los edificios y las estatuas. Este es un ejemplo de una reacción que prácticamente no tiene tendencia a producirse por sí misma (K1 pequeña) y que es “impulsada” por una segunda reacción que tiene una constante de equilibrio grande (K-2). Desde el punto de vista del principio de Le Chatelier, la primera reacción es “arrastrada hacia la derecha” por la eliminación del carbonato mediante el ion hidrógeno. Las reacciones acopladas de este tipo se encuentran ampliamente en todas las áreas de la química, y especialmente en la bioquímica, en la que pueden estar vinculadas una docena de reacciones.

Acerca del autor

admin

Ver todos los artículos