Ecuacion constante de equilibrio

Ecuacion constante de equilibrio

Concentración de equilibrio

El cálculo del valor de la constante de equilibrio de una reacción es útil para determinar la cantidad de cada sustancia que se forma en el equilibrio como proporción de cada una. La constante no depende de las concentraciones iniciales de los reactivos y los productos, ya que siempre se alcanzará la misma proporción después de un cierto tiempo. Sin embargo, la constante puede verse influida por:

Las constantes de equilibrio son útiles si se quieren entender procesos bioquímicos como el transporte de oxígeno por la hemoglobina o la homeostasis ácido-base en los seres humanos. Los cambios en la homeostasis ácido-base se reflejan principalmente en los cambios del pH sanguíneo arterial y venoso. Los médicos también comprobarán la constante de equilibrio de la transferrina en la sangre, ya que la saturación de la transferrina es un síntoma de anemia ferropénica.

Esta ecuación ayuda a explicar qué se verá favorecido por el equilibrio: los reactivos o los productos. Esto puede dar información importante sobre la naturaleza de la reacción y su mecanismo. A continuación encontrará más información sobre este tema.

Presión constante de equilibrio

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 15.1, la descomposición de N2O4 en NO2. 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:

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La relación de las constantes de velocidad nos da una nueva constante, la constante de equilibrio (K)La relación de las constantes de velocidad para la reacción directa y la reacción inversa; es decir, K=kf/kr. También es la constante de equilibrio calculada a partir de las concentraciones de la solución: K=[C]c[D]d/[A]a[B]b para la reacción general aA+bB⇌cC+dD, en la que cada componente está en solución. que se define como sigue:

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.

Dependencia de la temperatura de la constante de equilibrio

Dado que en una reacción química el equilibrio puede abordarse desde cualquier dirección, la expresión de la constante de equilibrio y, por tanto, su magnitud, dependen de la forma en que se escriba la reacción química. Por ejemplo, si escribimos la reacción mostrada anteriormente en sentido inverso, obtenemos lo siguiente:

Esta expresión es la inversa de la expresión de la constante de equilibrio original, por lo que [latex] K′ = 1/K [/latex]. Es decir, cuando escribimos una reacción en sentido inverso, la expresión de la constante de equilibrio se invierte. Por ejemplo, la constante de equilibrio para la reacción [latex] N_2O_4 \rightleftharpoons 2NO_2 [/latex] es la siguiente:

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Consideremos otro ejemplo, la formación de agua: [latex] 2H_{2(g)}+O_{2(g)} \rightleftharpoons 2H_2O_{(g)} [/latex]. Debido a que el [latex] H_2 [/latex] es un buen reductor y el [latex] O_2 [/latex] es un buen oxidante, esta reacción tiene una constante de equilibrio muy grande ([latex] K = 2,4 veces 10^{47} [/latex] a 500 K). En consecuencia, la constante de equilibrio para la reacción inversa, la descomposición del agua para formar [latex] O_2 [/latex] y [latex] H_2 [/latex], es muy pequeña: [latex] K′ = 1/K = 1/(2,4 \times 10^{47}) = 4,2 \times 10^{-48} [/latex]. [/latex]. Como sugiere la pequeñísima constante de equilibrio, y afortunadamente para la vida tal como la conocemos, se necesita una cantidad sustancial de energía para disociar el agua en [latex] H_2 [/latex] y [latex] O_2 [/latex].

Constante de equilibrio hidrógeno oxígeno agua

La constante de equilibrio es el valor del cociente de reacción que se calcula a partir de la expresión del equilibrio químico. Depende de la fuerza iónica y de la temperatura y es independiente de las concentraciones de reactivos y productos en una solución.

La constante de equilibrio es una cantidad adimensional (no tiene unidades). Aunque el cálculo se suele hacer para dos reactivos y dos productos, funciona para cualquier número de participantes en la reacción.

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Para cualquier temperatura, sólo hay un valor para la constante de equilibrio. Kc sólo cambia si cambia la temperatura a la que se produce la reacción. Puedes hacer algunas predicciones sobre la reacción química basándote en si la constante de equilibrio es grande o pequeña.

Si el valor de la constante de equilibrio es pequeño, entonces el equilibrio favorece la reacción hacia la izquierda, y hay más reactantes que productos. Si el valor de Kc se aproxima a cero, se puede considerar que la reacción no se produce.

Si los valores de la constante de equilibrio para la reacción directa e inversa son casi iguales, entonces la reacción tiene la misma probabilidad de proceder en una dirección que en la otra y las cantidades de reactivos y productos serán casi iguales. Este tipo de reacción se considera reversible.

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