Tema 6. Equilibrio químico · lección 27 de 28
Q24 Equilibrio químico: Kc y principio de Le Châtelier
La idea
Entender el concepto
En una reacción reversible, el equilibrio se alcanza cuando la velocidad directa iguala a la inversa: las concentraciones dejan de variar (no se hacen iguales). Para aA + bB ⇌ cC + dD:
Kc = [C]ᶜ·[D]ᵈ / ([A]ᵃ·[B]ᵇ), con concentraciones molares en el equilibrio. Sólidos y líquidos puros no aparecen. Kc solo cambia con la temperatura.
Principio de Le Châtelier: si se perturba un sistema en equilibrio, este evoluciona para contrarrestar la perturbación: si añades reactivo, se desplaza hacia productos; si aumentas la presión (reduciendo volumen), hacia donde hay menos moles de gas; si calientas, en el sentido endotérmico.
Paso a paso
Método paso a paso
- Ajusta la ecuación y escribe la expresión de Kc.
- Construye la tabla inicial / cambio / equilibrio (en mol/L), usando x para lo que reacciona.
- Sustituye en Kc y resuelve x.
- Calcula las concentraciones de equilibrio y comprueba que no salen negativas.
- En la parte teórica, aplica Le Châtelier razonando el sentido del desplazamiento.
Ejemplo
Ejemplo resuelto
H₂(g) + I₂(g) ⇌ 2 HI(g). Se introducen 1,0 mol de H₂ y 1,0 mol de I₂ en 1 L. En el equilibrio hay 1,56 mol de HI.
Tabla: H₂ 1,0 − x; I₂ 1,0 − x; HI 2x = 1,56 → x = 0,78. Equilibrio: [H₂] = [I₂] = 0,22 M; [HI] = 1,56 M.
Kc = 1,56² / (0,22 · 0,22) = 2,4336 / 0,0484 ≈ 50,3.
Explicación: si se comprime el recipiente, el equilibrio no se desplaza, porque hay 2 moles de gas a cada lado.
Cuidado
Error habitual y cómo corregirlo
Usar cantidades iniciales en lugar de las de equilibrio, o moles en vez de molaridad cuando el volumen no es 1 L. Otro error: creer que un catalizador desplaza el equilibrio (solo hace que se alcance antes).
Tu turno · enunciado
Ejercicio autónomo
Para N₂(g) + 3 H₂(g) ⇌ 2 NH₃(g), ΔH < 0, razona hacia dónde se desplaza el equilibrio si: a) se aumenta la presión; b) se aumenta la temperatura.
Solución
Solución de contraste (consultar después)
Mostrar solución orientativa
a) Hacia la derecha (NH₃): a la izquierda hay 4 moles de gas y a la derecha 2; al aumentar la presión, el sistema favorece el lado con menos moles. b) Hacia la izquierda: la reacción directa es exotérmica, así que al calentar se favorece el sentido endotérmico (inverso) y Kc disminuye.
Chuleta para el examen
Chuleta integrada
Kc = productos^coef / reactivos^coef (en equilibrio, mol/L) · sólidos/líquidos fuera · Kc depende solo de T · Le Châtelier: + reactivo → derecha; + presión → menos moles de gas; + T → sentido endotérmico · catalizador: no desplaza.
Comprueba lo que sabes
Si fallas, tienes un segundo intento antes de ver la solución.
Origen: Nueva v10 · cubre el tema 6 de la guía de Química 2021/22. Material didáctico propio, no es una pregunta oficial.