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Equilibrio químico: guía de estudio

Ideas clave

En el equilibrio las reacciones directa e inversa van a la misma velocidad y las concentraciones dejan de cambiar. La constante de equilibrio K indica hasta dónde llega una reacción, y el principio de Le Chatelier predice cómo se desplaza.

  • Para aA + bB ⇌ cC + dD, K_c = [C]ᶜ[D]ᵈ ÷ ([A]ᵃ[B]ᵇ). Los sólidos y líquidos puros no se incluyen.
  • Compara el cociente de reacción Q con K. Si Q < K la reacción avanza, si Q > K retrocede y si Q = K está en equilibrio.
  • Le Chatelier: un sistema sometido a una perturbación se desplaza para aliviarla. Añadir reactivo desplaza el equilibrio hacia delante, y subir la temperatura favorece el sentido endotérmico.
  • Para gases K_p = K_c(RT)^Δn, y para una sal poco soluble K_ps es el producto de las concentraciones de los iones elevadas a sus coeficientes.

Ecuaciones clave

  • K_c = [C]ᶜ[D]ᵈ ÷ ([A]ᵃ[B]ᵇ)
  • Q vs K
  • K_p = K_c(RT)^Δn
  • K_sp = [M]ᵐ[X]ˣ

Ejemplo resuelto

Para N₂ + 3 H₂ ⇌ 2 NH₃, las concentraciones de equilibrio son [N₂] = 0,50, [H₂] = 0,20 y [NH₃] = 0,10 mol/L. K_c = 0,10² ÷ (0,50 × 0,20³) = 0,010 ÷ 0,0040 = 2,5. Para AgCl con K_ps = 1,8 × 10⁻¹⁰, la solubilidad es s = √K_ps = 1,3 × 10⁻⁵ mol/L.

Errores comunes

  • Poner las concentraciones de los reactivos en el numerador en lugar de las de los productos.
  • Incluir sólidos o líquidos puros en la expresión de K.
  • Pensar que un catalizador cambia el valor de K. Acelera ambos sentidos por igual y solo ayuda a alcanzar antes el equilibrio.

Práctica

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