CONSTANTE DEL EQUILIBRIO QUÍMICO. EJERCICIOS. PARTE I

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La constante de equilibrio o ley de equilibrio químico está determinada por el cociente entre las dos constantes de velocidad en función a la temperatura.

Se define como la fracción donde el numerador está representado por el producto entre las concentraciones (mol/L) de los compuestos de la reacción directa (lado derecho) y el denominador se representa por el producto entre las concentraciones (mol/L) de los compuestos de la reacción inversa (lado izquierdo). Véase fórmula de Kc.

Los coeficientes estequiométricos de cada sustancia, una vez que la reacción esté balanceada, se escribirán en forma de potencia para cada concentración.

Se estudiarán ahora las diferentes situaciones problemáticas que puedan presentarse al calcular el valor de la constante de equilibrio (Kc) o la concentración en equilibrio de algún compuesto.

1. Calcular la constante Kc para la reacción en equilibrio entre nitrógeno molecular a 0,5 M e hidrógeno molecular a 1,3 M para formar amoniaco a 0,07 M. La temperatura en el sistema es de 8000 K.

• El primer paso para realizar un problema es escribir los datos:

[N₂]: 0,5 mol/L ; [H₂]: 1, 3 mol/L ; [NH₃]: 0,07 mol/L ; T: 8000 K; Kc: ¿?

• El segundo paso es balancear la ecuación, de ser necesario. La ecuación balanceada nos queda:



• Se aplica la fórmula para calcular la constante de equilibrio puesto que se tienen todas las concentraciones molares de los compuestos involucrados:

2. Calcular la constante Kc para la reacción en equilibrio entre un mol de agua y 0,9 moles de monóxido de carbono, para formar 0, 3 moles de hidrógenos molecular y un mol de dióxido de carbono. La temperatura en el sistema es de 986 °C, en un recipiente de 10 L.

• El primer paso para realizar un problema es escribir los datos:

nH₂O: 1 mol ; nCO: 0,9 mol ; nH₂: 0,3 mol ; nCO₂: 1 mol; T: 986 °C; V: 10L; Kc: ¿?

• Como se observa en la reacción, la ecuación está balanceada. No se tienen las concentraciones molares de las diferentes sustancias, por lo que se calculan a partir de la fórmula de molaridad:



• Se aplica la fórmula para calcular la constante de equilibrio, puesto que se tienen todas las concentraciones molares de los compuestos involucrados:

3. Calcular el número de moles de cloruro de fósforo (V) que habrá en un recipiente de 3 L, para la reacción en equilibrio que contiene 1,1 moles de cloruro de fósforo (III) y 1 mol de cloro molecular. La constante Kc: 3.

• El primer paso para realizar un problema es escribir los datos:

V: 3 L ; nPCl₃: 1,1 moles ; nCl₂: 1 mol ; Kc: 3 ; nPCl₅: ¿?

• La ecuación está balanceada. No se tienen las concentraciones molares de las diferentes sustancias, por lo que se calculan a partir de la fórmula de molaridad:



• Para calcular los moles de cloruro de fósforo (V), se obtiene primeramente la molaridad del mismo a partir del despeje de la ley del equilibrio químico:



• Se aplica la fórmula de número de moles, despejando de la fórmula de molaridad:

4. Calcular la constante Kc para la reacción en equilibrio entre nitrógeno molecular e hidrógeno molecular para formar amoniaco, en un recipiente de 3 L a 500 °C. La presión en el sistema es de 330 atm, siendo las presiones parciales de los gases: N₂: 46 atm, H₂: 100 atm y NH₃: 110 atm.

• El primer paso para realizar un problema es escribir los datos:



• Aplicando la fórmula PV: n R T, se obtiene los números de moles de cada compuesto:



• El siguiente paso es calcular las concentraciones molares de las diferentes sustancias:



• Se aplica la fórmula para calcular la constante de equilibrio:

Referencias bibliográficas:

Ramos, F; Caballero, A (2000). Química teoría. 1er año Ciclo Diversificado. Ciencias y Ciclo Profesional. Caracas, Venezuela. Pág: 425-429.