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644 CAPÍTULO 14 Equilibrio químico

Estrategia Se proporcionan las cantidades iniciales de gases (en moles) en un recipiente de
volumen conocido (en litros), de manera que podemos calcular sus concentraciones molares.
Como al inicio no estaba presente el HI, el sistema no pudo estar en equilibrio. Por lo tanto,
una parte del H 2 reaccionará con la misma cantidad de I 2 (¿por qué?) para formar HI hasta
que el equilibrio se establezca.
Solución Aplicamos el procedimiento anterior para calcular las concentraciones de equili-
brio.
Paso 1: La estequiometría de la reacción es: 1 mol de H 2 reacciona con 1 mol de I 2 para
producir 2 moles de HI. Sea x la disminución en la concentración (en mol/L) de H 2
y de I 2 en el equilibrio. De esto, la concentración de HI en el equilibrio debe ser
2x. Los cambios en las concentraciones se resumen como sigue:

H 2 1 I 2 Δ 2HI
Inicial (M): 0.500 0.500 0.000
Cambio (M): 2x 2x 12x
Equilibrio (M): (0.500 2 x) (0.500 2 x) 2x

Paso 2: La constante de equilibrio está dada por

[HI] 2
K c 5
[H 2 ][I 2 ]
Al sustituir los valores, tenemos
(2x) 2
54.3 5
(0.500 2 x)(0.500 2 x)

Tomando la raíz cuadrada de ambos lados de la ecuación se obtiene
2x
3 . 7 7 5
0.500 2 x
x 5 0.393 M
Paso 3: Las concentraciones al equilibrio son
[H 2 ] 5 (0.500 2 0.393) M 5 0.107 M
[I 2 ] 5 (0.500 2 0.393) M 5 0.107 M
[HI] 5 2 3 0.393 M 5 0.786 M
Verifi cación Puede verifi car las respuestas calculando K c con estas concentraciones de
equilibrio. Recuerde que K c es una constante para una reacción en particular a una
Problema similar: 14.48. determinada temperatura.
Ejercicio de práctica Considere la reacción del ejemplo 14.9. Empezando con una
concentración de 0.040 M para HI, calcule las concentraciones de HI, H 2 y I 2 en el
equilibrio.

Ejemplo 14.10
Suponga que las concentraciones iniciales de H 2 , I 2 y HI son de 0.00623 M, 0.00414 M y
0.0224 M, respectivamente, para la misma reacción y temperatura descritas en el ejemplo
14.9. Calcule las concentraciones en el equilibrio de estas especies.
Estrategia A partir de las concentraciones iniciales podemos calcular el cociente de
reacción (Q c ) para ver si el sistema se encuentra en equilibrio o, si no, en qué dirección
procederá la reacción neta para lograr el equilibrio. Una comparación entre K c y Q c también
permite determinar si habrá un consumo en H 2 y en I 2 o en HI cuando se establezca el
equilibrio.