Page 678 - Quimica - Undécima Edición

648 CAPÍTULO 14 Equilibrio químico

Equilibrio Equilibrio
inicial Cambio final Ejemplo 14.11
A 720°C, la constante de equilibrio K c para la reacción

N 2 (g) 1 3H 2 (g) Δ 2NH 3 (g)
H 2
23
es de 2.37 3 10 . En cierto experimento, las concentraciones de equilibrio son: [N 2 ] 5
0.683 M, [H 2 ] 5 8.80 M y [NH 3 ] 5 1.05 M. Suponga que se añade cierta cantidad de NH 3 a
Concentración Châtelier para predecir en qué dirección se desplazará la reacción neta para alcanzar un
la mezcla de modo que su concentración aumenta a 3.65 M. a) Utilice el principio de Le
nuevo equilibrio. b) Confi rme su predicción calculando el cociente de reacción Q c y compa-
rando su valor con el de K c .
NH
3
Estrategia a) ¿Cuál es la perturbación aplicada al sistema? ¿Cómo se ajusta el sistema para
compensar la perturbación? b) En el instante en que se añade un poco de NH 3 , el sistema
N 2 deja de estar en equilibrio. ¿Cómo se calcula Q c para la reacción en este punto? ¿De qué
manera la comparación entre Q c y K c aporta datos acerca de la dirección de la reacción neta
para alcanzar el equilibrio?
Tiempo Solución a) La tensión aplicada al sistema es la adición de NH 3 . Para contrarrestar este
Figura 14.8 Cambios en la efecto, una parte del NH 3 reacciona para producir N 2 y H 2 hasta que se establece un
concentración del H 2 , N 2 y NH 3 nuevo equilibrio. Por lo tanto, la reacción neta se desplaza de derecha a izquierda, es
después de la adición de NH 3 a decir,
la mezcla de equilibrio. Cuando
se establece el nuevo equilibrio,
N 2 (g) 1 3H 2 (g) — 2NH 3 (g)
todas las concentraciones
cambian pero K c permanece igual
debido a que la temperatura b) Al instante en el que se añade un poco de NH 3 , el sistema deja de estar en equilibrio. El
permanece constante. cociente de reacción está dado por
2
[NH 3 ] 0
Q c 5
3
[N 2 ] 0 [H 2 ] 0
(3.65) 2
5
(0.683)(8.80) 3
5 2.86 3 10 22
23
Como este valor es mayor a 2.37 3 10 , la reacción neta se desplaza de derecha a
izquierda hasta que Q c se haga igual a K c .
En la fi gura 14.8 se muestran los cambios cualitativos en las concentraciones de las especies
Problema similar: 14.46. reactivas.
Ejercicio de práctica A 430°C, la constante de equilibrio (K P ) para la reacción

2NO(g) 1 O 2 (g) Δ 2NO 2 (g)

5
es de 1.5 3 10 . En un experimento, las presiones iniciales de NO, O 2 y NO 2 son de 2.1 3
22
23
10 atm, 1.1 3 10 atm y 0.14 atm, respectivamente. Calcule Q P y prediga en qué direc-
ción se desplazará la reacción neta para alcanzar el equilibrio.
Cambios en el volumen y la presión
Los cambios de presión normalmente no alteran las concentraciones de las especies reac-
tivas en fase condensada (por ejemplo, en disolución acuosa), ya que los líquidos y los
sólidos son prácticamente incompresibles. En cambio, las concentraciones de los gases
son muy susceptibles a los cambios de presión. Al examinar de nuevo la ecuación (5.8):

PV 5 nRT
n
P 5 a b RT
V