Buscar
EnglishEN
Tutor

← Todas las unidades de Química AP

Unidad 7: Equilibrio

Química AP · Unidad 7: Equilibrio

7.4 Cálculo de la constante de equilibrio

En esta lección

Llévatelo

Pregunta esencial

¿Cómo encontramos K con datos de laboratorio?

En el Tema 7.3 aprendimos a escribir expresiones de K. Esta lección sustituye mediciones reales en ellas para obtener números de verdad.

El video de la lección llegará pronto. Mientras tanto, lee la lección de abajo.

De los datos a K

Las constantes de equilibrio salen de experimentos. Los químicos dejan que una reacción llegue al equilibrio y luego miden la concentración o la presión parcial de todo lo que hay en la mezcla.

Diagrama de flujo: ecuación balanceada, luego escribir la expresión de K, luego sustituir los valores en el equilibrio y luego despejar K.
  1. Empieza con una ecuación balanceada.
  2. Escribe la expresión de K: productos sobre reactivos, con los coeficientes como exponentes.
  3. Sustituye solo los valores en el equilibrio.
  4. Haz las operaciones. En el examen de AP, K casi siempre se reporta sin unidades.

Uso exclusivo de valores en el equilibrio

Concentración contra tiempo de un reactivo y un producto. Una etiqueta amarilla marca la región plana después de la línea punteada: use for K.
  • K usa valores en el equilibrio. En una gráfica, eso es después de que las curvas se vuelven planas.
  • Si sustituyes valores de antes del equilibrio, como las concentraciones iniciales, estás calculando Q, no K.
  • Pregunta siempre: ¿estos números son del equilibrio?

Kc requiere molaridad

  • Todos los valores de una expresión de Kc deben estar en molaridad (mol/L).
  • ¿Te dan moles y un volumen? Divide primero. Ejemplo: 0.50 mol en un matraz de 2.0 L son 0.25 M.
  • Para Kp, usa presiones parciales, casi siempre en atm.

↑ Volver arriba

Ejemplos resueltos

Primero intenta resolver cada problema por tu cuenta y luego abre la solución para revisar tu trabajo.

Ejemplo 1: Kc a partir de concentraciones

Para H2(g) + I2(g) ⇌ 2HI(g), las concentraciones en el equilibrio son [H2] = [I2] = 0.0222 M y [HI] = 0.156 M. Calcula Kc.

Mostrar la solución
  1. Escribe la expresión: Kc = [HI]2 / [H2][I2]
  2. Sustituye: Kc = (0.156)2 / (0.0222)(0.0222). Pon cada valor entre paréntesis para no perder el exponente.
  3. Numerador: (0.156)2 = 0.024336
  4. Denominador: (0.0222)(0.0222) = 0.00049284
  5. Divide: 0.024336 / 0.00049284 = 49.38
  6. Respuesta: Kc = 49.4 (tres cifras significativas). K > 1, así que en el equilibrio hay más productos que reactivos.

Ejemplo 2: Datos en moles

Para PCl5(g) ⇌ PCl3(g) + Cl2(g), un matraz de 2.00 L en el equilibrio contiene 0.180 mol de PCl5, 0.0400 mol de PCl3 y 0.0400 mol de Cl2. Calcula Kc.

Mostrar la solución
  1. Convierte a molaridad: [PCl5] = 0.180 mol / 2.00 L = 0.0900 M
  2. Convierte los productos: [PCl3] = 0.0400 / 2.00 = 0.0200 M y [Cl2] = 0.0200 M
  3. Escribe la expresión: Kc = [PCl3][Cl2] / [PCl5]. Todos los coeficientes son 1.
  4. Sustituye: Kc = (0.0200)(0.0200) / (0.0900)
  5. Calcula: 0.000400 / 0.0900 = 0.00444
  6. Respuesta: Kc = 4.44 × 10−3 Si sustituyes los moles, obtendrías 0.00889, que es incorrecto. Convierte siempre primero.

Ejemplo 3: Kp a partir de presiones

Para 2NO2(g) ⇌ N2O4(g), las presiones parciales en el equilibrio son PNO2 = 0.250 atm y PN2O4 = 0.420 atm. Calcula Kp.

Mostrar la solución
  1. Escribe la expresión: Kp = PN2O4 / (PNO2)2
  2. Sustituye: Kp = (0.420) / (0.250)2
  3. Eleva al cuadrado el denominador: (0.250)2 = 0.0625
  4. Respuesta: Kp = 0.420 / 0.0625 = 6.72

Ejemplo 4: Presencia de un sólido

Para CaCO3(s) ⇌ CaO(s) + CO2(g), un recipiente sellado contiene 5.0 g de CaCO3(s) en el equilibrio, y PCO2 = 0.220 atm. Calcula Kp.

Mostrar la solución
  1. Revisa los estados: el CaCO3(s) y el CaO(s) son sólidos, así que déjalos fuera.
  2. Escribe la expresión: Kp = PCO2
  3. Ignora la masa: los 5.0 g de sólido son información de sobra. La cantidad de sólido no afecta a K.
  4. Respuesta: Kp = 0.220

↑ Volver arriba

Práctica

La hoja de práctica llegará pronto.

↑ Volver arriba

Diapositivas de la lección

↑ Volver arriba

Ideas clave

  • K sale de valores medidos en el equilibrio.
  • Kc usa molaridad. Kp usa presiones parciales.
  • ¿Te dan moles? Conviértelos primero a molaridad.
  • Deja fuera los sólidos y los líquidos puros, sin importar cuánto haya.

De vuelta a la pregunta esencial: mide las cantidades en el equilibrio, sustitúyelas en la expresión de K y calcula. A continuación, el Tema 7.5 Magnitud de la constante de equilibrio, donde vemos qué nos dice el tamaño de K sobre una reacción.

↑ Volver arriba

Alineación con AP

Esta lección cubre el Tema 7.4, Cálculo de la constante de equilibrio, de la Unidad 7 (Equilibrio) de la Descripción del curso y del examen (CED, por sus siglas en inglés) de AP Chemistry del College Board. Objetivo de aprendizaje:

  • 7.4.A: Calcular Kc o Kp a partir de observaciones experimentales de concentraciones o presiones en el equilibrio.

Conocimiento esencial: 7.4.A.1

Habilidad sugerida: 5.C Rutinas matemáticas. Explicar la relación entre las variables de una ecuación cuando una de ellas cambia.

↑ Volver arriba

← Anterior: 7.3 Cociente de reacción y constante de equilibrio
Siguiente: 7.5 Magnitud de la constante de equilibrio →