Page 671 - Quimica - Undécima Edición

14.4 ¿Qué información proporciona la constante de equilibrio? 641

Figura 14.5 La dirección de una
Q c
reacción reversible para alcanzar el
equilibrio depende de las
magnitudes relativas de Q c y K c .
K c Q c K c K c
Observe que K c es una constante
a una temperatura determinada,
pero Q c varía de acuerdo con las
Q c
cantidades relativas de reactivos y
productos presentes.

Reactivos n Productos Equilibrio: sin cambio neto Reactivos m Productos

reacción neta en la que se forme más I 2 y H 2 o más HI? Al insertar las concentraciones
iniciales en la expresión de la constante de equilibrio, obtenemos

2 2
[HI] 0 (1.98)
5 5 111
[H 2 ] 0 [I 2 ] 0 (0.243)(0.146)
donde el subíndice 0 indica las concentraciones iniciales (antes de que se logre el equi-
2
librio). Como el cociente [HI] 0 /[H 2 ] 0 [I 2 ] 0 es mayor que K c , este sistema no está en equili-
brio.
Para las reacciones que no han alcanzado el equilibrio, como en el caso anterior, al
Tenga presente que el método para
sustituir las concentraciones iniciales en la expresión de la constante de equilibrio obte-
calcular Q es el mismo que para cal-
nemos un cociente de reacción (Q c ) , en lugar de la constante de equilibrio. Para determi- cular K, salvo que se utilizan concen-
nar la dirección de la reacción neta para llegar al equilibrio, comparamos los valores de traciones que no están en equilibrio.
Q c y K c . Esto da lugar a tres posibles situaciones:

• Q c , K c La relación entre las concentraciones iniciales de productos y reactivos es
muy pequeña. Para alcanzar el equilibrio, los reactivos deben convertirse
en productos, y el sistema va de izquierda a derecha (los reactivos se
consumen para formar productos).
Las concentraciones iniciales son las concentraciones de equilibrio. El
• Q c 5 K c
sistema está en equilibrio .
• Q c . K c La relación entre las concentraciones iniciales de productos y reactivos es
muy grande. Para alcanzar el equilibrio, los productos deben transformar-
se en reactivos, de modo que el sistema va de derecha a izquierda (los
productos se consumen y se forman los reactivos) para alcanzar el equi-
librio.
En la fi gura 14.5 se comparan K c y Q c .
El ejemplo 14.8 muestra la utilidad de Q c para determinar la dirección de una reacción
neta hacia el equilibrio.

Ejemplo 14.8 34
22
Al principio de una reacción hay 0.249 moles de N 2 , 3.21 3 10 moles de H 2 y 6.42 3
24
10 moles de NH 3 en un matraz de 3.50 L a 375°C. Si la constante de equilibrio (K c ) para
la reacción
N 2 (g) 1 3H 2 (g) Δ 2NH 3 (g)
N 2 1 3H 2 Δ 2NH 3
es de 1.2 a esta temperatura, determine si el sistema está en equilibrio. Si no es así, prediga
la dirección de la reacción neta.
(continúa)