Cómo calcular la concentración de equilibrio cuando se te da el valor de KC

Escrito por Sean Lancaster ; última actualización: February 01, 2018
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Cada reacción química es una reacción reversible con una constante de velocidad específica. La constante, Keq, define el equilibrio de la reacción química. Puedes resolver para las concentraciones para cada uno de los productos y reactivos si se te da la Keq y la concentración inicial de los reactivos. Utilizando la Keq y las concentraciones iniciales, la concentración tanto de los productos y reactivos se determinan en el punto de equilibrio.

Escribe la ecuación química balanceada para la reacción. Esta ecuación proporciona toda la información que necesitarás para calcular las concentraciones de equilibrio de todas las especies con la constante de equilibrio Keq dada.

Escribe la expresión genérica para la Keq para la reacción. Supongamos que la reacción genérica es aA + bB <--> cC + dD. La expresión para Keq es los productos más los reactivos. Keq = [C]^c_[D]^d / [A]^a_[B]^b. Por ejemplo, si la reacción es H2(g) + I2(g) <--> 2 HI(g) y el valor de Keq es 49, Keq = [HI]^2 / [H2]*[I2].

Supongamos que las concentraciones iniciales de los reactivos disminuye por una cantidad x y la concentración de los productos aumentará por 2x en el equilibrio. Por ejemplo, supongamos que la [H2] inicial es 1,6M y [I2] es 2.4M.. La Keq = 0,04 para la reacción. La información final de partida es que la [HI] = 0,0m.

Define las concentraciones de los reactivos y productos en el equilibrio en términos de la concentración inicial y x. Para el ejemplo, el [H2] = 1,6 –x, [I2] = 2,4 –x y [HI] = 2x.

Sustituye las expresiones de concentración en la fórmula para Keq. Por ejemplo, el valor de Keq = [H2] * [I2] / [HI]^2 = (1,6 – x) * (2,4 – x) / (2x)^2. Reorganiza el cálculo algebraico para producir Keq * (2x)^2 = (1,6 – x) * (2,4 – x).

Evalúa la igualdad y resuelve para x. Para el ejemplo, multiplica el lado derecho de la ecuación para dar 3,84 – 4x + x^2. Sustituye en la ecuación nuevamente y resuelve para x. la ecuación resultante es (0,04) * 4x^2 = 0,16x^2 = x^2 – 4x + 3,84. Reorganiza para generar el formato de ecuación de segundo grado, que es 0,84x^2 – 4x + 3,84 = 0.

Resuelve la ecuación cuadrática con a = 0,84, b = -4 y c = 3,84. El resultado es x = 1.33M.

Sustituye el valor de x en las expresiones para obtener las concentraciones de los reactivos y productos en equilibrio. Por ejemplo, [H2] = 1,6 – x = 1,6 – 1,33 = 0,27M, [I2] = 2,4 – x = 2,4 - 1,33 = 1,07M y [HI] = 2 * x = 2 * 1,33 = 2,67.

Revisa tu trabajo mediante el cálculo de Keq de estas concentraciones. Keq = (0,27) * (1,07) / (2,67)^2 = 0,2889 / 7,1289 = 0,04. Esta es la Keq citada al inicio del problema.

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