7.5 Magnitud de la constante de equilibrio

Pregunta esencial

¿Qué nos dice el tamaño de K?

Magnitud solo quiere decir tamaño. Algunos valores de K son enormes y otros son diminutos. Al terminar esta lección, deberías poder mirar un valor de K y describir cómo es la mezcla en el equilibrio.

K como razón

K = productos / reactivos

• K grande → numerador grande → casi puros productos
• K pequeña → denominador grande → casi puros reactivos

K grande contra K pequeña

• K >> 1 (mucho mayor que 1): casi todo es producto. La reacción llega casi hasta el final.
• K << 1 (mucho menor que 1): casi todo sigue siendo reactivo. La reacción casi no ocurre.
• En el equilibrio siempre hay al menos un poco de todo. Aun con una K diminuta, se forman unas cuantas partículas de producto.

Lectura de los valores de K

• K > 1: se favorecen los productos
• K < 1: se favorecen los reactivos
• K ≈ 1: hay cantidades parecidas de reactivos y de productos
• Regla práctica: K > aproximadamente 1000 significa que la reacción básicamente se completa. K < aproximadamente 0.001 significa que casi no avanza.

Justificación con K

En el examen de AP, decir “se favorecen los productos” no basta. Da la razón comparando K con 1:

“Como K es _______ que 1, la mezcla en el equilibrio contiene principalmente _______.”

Empezar con como te obliga a dar la razón, y la razón es lo que da el punto.

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Ejemplos resueltos

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

Ejemplo 1: Interpretación de K

Para 2H₂O(g) ⇌ 2H₂(g) + O₂(g), K = 2.4 × 10⁻¹⁸ a cierta temperatura. ¿Se favorecen los reactivos o los productos? Justifica tu respuesta.

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1. Evalúa el número: 10⁻¹⁸ = 0.000000000000000001. Es diminuto.
2. Compara con 1: K << 1.
3. Interpreta: una K diminuta significa que el denominador es mucho mayor que el numerador, así que [H₂O] >> [H₂] y [O₂].
4. Respuesta: Se favorecen los reactivos. Como K << 1, la mezcla en el equilibrio contiene principalmente H₂O. El vapor de agua no se separa por sí solo en hidrógeno y oxígeno.

Ejemplo 2: Comparación de valores de K

Tres reacciones tienen la forma X ⇌ Y. ¿Cuál tiene la razón [Y] a [X] más grande en el equilibrio y cuál la más pequeña?

Reacción	K
1	4.5 × 103
2	0.82
3	1.6 × 10−5

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1. Escribe la expresión: K = [Y] / [X] para las tres, así que la razón que preguntan es la propia K.
2. Compara cada K con 1: la reacción 1 es >> 1, la reacción 2 es un poco < 1 y la reacción 3 es << 1.
3. Respuesta: [Y]/[X] más grande: reacción 1. Más pequeña: reacción 3.
4. Extra: la reacción 2 tiene una K cercana a 1, así que X y Y están en cantidades parecidas, con un poco más de X.

Ejemplo 3: ¿Ocurre o no la reacción?

Un estudiante mira una reacción con K = 1.0 × 10⁻² y dice que la reacción no ocurre en absoluto. ¿Tiene razón el estudiante?

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1. Escribe K como decimal: K = 0.010, que es < 1, así que se favorecen los reactivos.
2. Revisa si es cero: K ≠ 0. Si no se formaran productos, el numerador sería cero y K sería cero.
3. Respuesta: No tiene razón. Sí se forman algunos productos. K < 1 significa casi puros reactivos, no cero productos. Toda reacción en el equilibrio tiene al menos un poco de cada sustancia.

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Práctica

La hoja de práctica llegará pronto.

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Diapositivas de la lección

• Diapositivas de 7.5 Magnitud de la constante de equilibrio (PDF) (en inglés)

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Ideas clave

• K > 1: se favorecen los productos.
• K < 1: se favorecen los reactivos.
• Una K muy grande significa que la reacción llega casi hasta el final.
• Justifica siempre comparando K con 1.

De vuelta a la pregunta esencial: el tamaño de K nos dice si la mezcla en el equilibrio tiene principalmente productos, principalmente reactivos o algo intermedio. A continuación, el Tema 7.6 Propiedades de la constante de equilibrio, donde vemos cómo cambia K cuando invertimos, multiplicamos o sumamos ecuaciones químicas.

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