Constante de equilibrio para la reacción inversa
las concentraciones o presiones de equilibrio de cada una de las especies que aparecen en la expresión de equilibrio, o la información suficiente para determinarlas. Estos valores se sustituyen en la expresión de equilibrio y se calcula el valor de la constante de equilibrio.
Calcule el valor de la constante de equilibrio, Kc , para el sistema mostrado, si en un recipiente de reacción de 2,00 L hay 0,1908 moles de C#O_2#, 0,0908 moles de #H_2#, 0,0092 moles de CO y 0,0092 moles de vapor de #H_2#O en equilibrio.
Constante de velocidad de reacción inversa
La constante de equilibrio, K, expresa la relación entre los productos y los reactivos de una reacción en equilibrio con respecto a una unidad específica.Este artículo explica cómo escribir las expresiones de la constante de equilibrio, e introduce los cálculos involucrados con la concentración y la constante de equilibrio de presión parcial.
Una reacción homogénea es aquella en la que los estados de la materia de los productos y las reacciones son todos iguales (la palabra “homo” significa “igual”). En la mayoría de los casos, el disolvente determina el estado de la materia de la reacción global. Por ejemplo, la síntesis de metanol a partir de una mezcla de monóxido de carbono e hidrógeno es una mezcla homogénea gaseosa, que contiene dos o más sustancias:
En el equilibrio, la velocidad de la reacción directa e inversa son iguales, lo que se demuestra con las flechas. Sin embargo, la constante de equilibrio da la relación entre las unidades (presión o concentración) de los productos y los reactivos cuando la reacción está en equilibrio.
Una reacción heterogénea es aquella en la que uno o más estados dentro de la reacción difieren (la palabra griega “heteros” significa “diferente”). Por ejemplo, la formación de una solución acuosa de yoduro de plomo (II) crea una mezcla heterogénea que tiene partículas tanto en estado sólido como acuoso:
¿Qué nos dice la constante de equilibrio
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Para entender qué son las constantes de equilibrio, empecemos por el principio. El equilibrio químico es el estado que indica que las concentraciones de reactivos y productos ya no cambian en una reacción. Cuando un equilibrio químico es el resultado de dos reacciones activas y opuestas, el equilibrio que alcanza el sistema se denomina equilibrio dinámico.
El equilibrio dinámico se refiere al estado en el que los cambios ya no son observables, pero el sistema está en constante movimiento dinámico, lo que significa que los reactivos se transforman rápidamente en productos y viceversa. El sistema se considera un sistema cerrado, lo que significa que ningún componente sale o entra en el sistema.
Equilibrio químico
Dado que un estado de equilibrio se alcanza cuando la velocidad de reacción hacia adelante es igual a la velocidad de reacción hacia atrás, bajo un conjunto dado de condiciones debe haber una relación entre la composición del sistema en el equilibrio y la cinética de una reacción (representada por las constantes de velocidad). Podemos mostrar esta relación utilizando el sistema descrito en la ecuación \ref{15.2.1}, la descomposición de \(N_2O_4\) en \(NO_2\). Tanto la reacción directa como la inversa de este sistema consisten en una única reacción elemental, por lo que las velocidades de reacción son las siguientes:
Por lo tanto, existe una relación fundamental entre la cinética química y el equilibrio químico: bajo un conjunto dado de condiciones, la composición de la mezcla de equilibrio está determinada por las magnitudes de las constantes de velocidad de las reacciones directa e inversa.
La tabla (índice de página 1) enumera las concentraciones iniciales y de equilibrio de cinco experimentos diferentes utilizando el sistema de reacción descrito por la ecuación 15.1. En el equilibrio, la magnitud de la cantidad \ ([NO_2]^2/[N_2O_4]\ ) es esencialmente la misma para los cinco experimentos. De hecho, no importa cuáles sean las concentraciones iniciales de \(NO_2) y \(N_2O_4), en el equilibrio la cantidad \([NO_2]^2/[N_2O_4]\) siempre será \(6,53 \pm 0,03 \times 10^{-3}) a 25°C, que corresponde a la relación de las constantes de velocidad para las reacciones directa e inversa. Es decir, a una temperatura determinada, la constante de equilibrio de una reacción tiene siempre el mismo valor, aunque las concentraciones específicas de los reactivos y los productos varíen en función de sus concentraciones iniciales.