¿Cómo se determina la constante de equilibrio de una reacción?

¿Cómo se determina la constante de equilibrio de una reacción?

Las reacciones reversibles ocurren en ambas direcciones, pero cada reacción reversible se establece en una posición de "equilibrio". Si desea caracterizar el equilibrio de tal reacción, la constante de equilibrio describe el equilibrio entre los productos y los reactivos. el cálculo de la constante de equilibrio requiere el conocimiento de las concentraciones de los productos y los reactivos en la reacción cuando está en equilibrio. El valor de la constante también depende de la temperatura y de si la reacción es exotérmica o endotérmica.

calculando la constante de equilibrio

la fórmula para la constante de equilibrio hace referencia a una reacción "homogénea" genérica (donde los estados de materia para los productos y reactivos son los mismos), que es:

aa (g) + bb (g) ⇌ gg (g) + hh (g)

donde las letras minúsculas representan el número de moles de cada componente en la reacción, y las letras mayúsculas representan los químicos involucrados en la reacción y la letra (g) entre paréntesis representa el estado de la materia (gas, en este caso ).

la siguiente expresión define la constante de equilibrio de concentración (k c ):

k c = [g] g [h] h ÷ [a] a [b] b

aquí, los corchetes corresponden a las concentraciones (en moles por litro) para cada uno de los componentes de la reacción, en equilibrio. tenga en cuenta que los moles de cada componente en la reacción original ahora son exponentes en la expresión. Si la reacción favorece a los productos, el resultado será mayor que 1. Si favorece a los reactivos, será menor que 1.

para reacciones no homogéneas, los cálculos son los mismos, excepto que los sólidos, los líquidos puros y los solventes se cuentan simplemente como 1 en los cálculos.

La constante de equilibrio de presión (k p ) es realmente similar, pero se usa para reacciones que involucran gases. En lugar de las concentraciones, utiliza presiones parciales de cada componente:

k p = p g g p h h ÷ p a a p b b b

aquí, (p g ) es la presión del componente (g) y así sucesivamente, y las letras minúsculas representan el número de moles en la ecuación para la reacción.

realiza estos cálculos de manera bastante similar, pero depende de cuánto sepa acerca de las cantidades o presiones de los productos y reactivos en el equilibrio. puede determinar la constante utilizando cantidades iniciales conocidas y una cantidad de equilibrio con un poco de álgebra, pero generalmente es más sencillo con concentraciones o presiones de equilibrio conocidas.

Cómo afecta la temperatura a la constante de equilibrio.

Cambiar la presión o las concentraciones de las cosas presentes en la mezcla no cambia la constante de equilibrio, aunque ambas cosas pueden afectar la posición de equilibrio. estos cambios tienden a deshacer el efecto del cambio realizado.

La temperatura, por otro lado, cambia la constante de equilibrio. para una reacción exotérmica (las que liberan calor), aumentar la temperatura reduce el valor de la constante de equilibrio. Para las reacciones endotérmicas, que absorben calor, al aumentar la temperatura aumenta el valor de la constante de equilibrio. la relación específica se describe en la ecuación de van't hoff:

ln (k 2 ÷ k 1 ) = (−∆h 0 ÷ r) × (1 / t 2 - 1 / t 1 )

donde (∆h 0 ) es el cambio en la entalpía de la reacción, (r) es la constante de gas universal, (t 1 ) y (t 2 ) son las temperaturas de inicio y final, y (k 1 ) y (k 2 ) Son los valores iniciales y finales de la constante.



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