Page 663 - Quimica - Undécima Edición

14.2 Escritura de las expresiones de las constantes de equilibrio 633

Los dos sólidos y el gas constituyen tres fases distintas. La constante de equilibrio se
puede expresar como

[CaO][CO 2 ]
K¿ c 5 1 ( ) 6 . 4
[CaCO 3 ]
(De nuevo, la prima para K c sirve para distinguirla de la forma fi nal de la constante de
equilibrio que se obtiene más adelante.) Sin embargo, la “concentración” de un sólido, al
igual que su densidad, es una propiedad intensiva y no depende de la cantidad de sustan-
3
cia presente. Por ejemplo, la “concentración molar” del cobre (densidad 5 8.96 g/cm ) a
20°C es la misma, ya sea para 1 gramo o 1 tonelada del metal:

8.96 g 1 mol
3
[Cu] 5 3 3 5 0.141 mol/cm 5 141 mol/L
1 cm 63.55 g
Por esta razón, los términos [CaCO 3 ] y [CaO] son en sí mismos constantes y se pue-
den combinar con la constante de equilibrio. En esta forma, la ecuación (14.6) se simpli-
fi ca así

[CaCO 3 ]
K¿ c 5 K c 5 [CO 2 ] (14.7)
[CaO]
donde K c , la “nueva” constante de equilibrio, queda expresada en términos de una sola
concentración, la de CO 2 . Observe que el valor de K c no depende de la cantidad de CaCO 3
y CaO presentes, siempre y cuando algo de cada uno de éstos se encuentre en el equilibrio
(fi gura 14.4).
Esta situación se puede simplifi car si reemplazamos las concentraciones con las acti-
vidades. En termodinámica, la actividad de un sólido puro es 1. Por lo tanto, los términos
de concentración tanto para CaCO 3 como para CaO son la unidad, y con base en la ecua-
ción de equilibrio anterior podemos escribir K c 5 [CO 2 ]. De manera similar, la actividad
de un líquido puro también es igual a 1. Así, si un reactivo o producto es líquido, lo
podemos omitir en la expresión de la constante de equilibrio.
También podemos expresar la constante de equilibrio como

(14.8)
K p 5 P CO 2
En este caso, la magnitud de la constante de equilibrio es igual a la presión del gas CO 2 ,
una magnitud fácil de medir.

Figura 14.4 En a) y b) la presión
de equilibrio del CO 2 es la misma
a la misma temperatura, sin
importar la presencia de
cantidades diferentes de CaCO 3 y
CaO.

CaCO 3 CaCO 3
CaO CaO

a) b)