Constante de equilibrio
Expresión para la constante de equilibrio Kc.
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Core idea
Overview
La constante de equilibrio (Kc) define el cociente entre las concentraciones de los productos y las de los reactivos en un estado de equilibrio dinámico para un sistema químico a una temperatura específica. Se deriva de la ley de acción de masas, donde cada concentración se eleva a la potencia de su coeficiente estequiométrico a partir de la ecuación química ajustada.
When to use: Esta ecuación se utiliza cuando una reacción química reversible ha alcanzado el equilibrio dinámico en un sistema cerrado a temperatura constante. Se aplica a los solutos de una solución o gases, siempre que sus concentraciones se expresen en molaridad (mol/L).
Why it matters: El valor de Kc indica el grado de una reacción; una Kc grande favorece a los productos, mientras que una Kc pequeña favorece a los reactivos. Esto es esencial para que los químicos industriales calculen los rendimientos teóricos y optimicen las condiciones de reacción para lograr la máxima eficacia.
Symbols
Variables
ratio = Equilibrium Ratio, = Equilibrium Constant
Walkthrough
Derivation
Fórmula: Constante de equilibrio (Kc)
Proporciona la relación de las concentraciones de productos a reactivos en equilibrio, cada una elevada a sus coeficientes estequiométricos.
- El sistema está en equilibrio dinámico en un sistema cerrado.
- Las concentraciones se utilizan como aproximación a las actividades (tratamiento de nivel A).
Escribir una reacción general:
Los coeficientes en minúsculas a, b, c, d provienen de la ecuación balanceada.
Establecer la expresión de Kc:
A una temperatura fija, Kc es constante para la reacción.
Note: Los sólidos puros y los líquidos puros se omiten porque su concentración es efectivamente constante.
Result
Source: AQA A-Level Chemistry — Equilibria
Free formulas
Rearrangements
Solve for ratio
Despejar ratio
Reordena la ecuación para despejar ratio.
Difficulty: 1/5
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Why it behaves this way
Intuition
Un equilibrio dinámico donde las moléculas se interconvierten continuamente entre reactivos y productos, pero las concentraciones macroscópicas generales permanecen constantes, como una calle de doble sentido con un flujo de tráfico igual en ambas direcciones
Signs and relationships
- Exponentes c, d, a, b: Las concentraciones se elevan a la potencia de sus coeficientes estequiométricos porque, según la Ley de Acción de Masas, la velocidad de un paso de reacción elemental es proporcional al producto de los reactivos
- División (productos en el numerador, reactivos en el denominador): Esta estructura de relación define a Kc como una medida del grado de reacción. Una mayor concentración de productos (numerador) en relación con los reactivos (denominador)
Free study cues
Insight
Canonical usage
Units for Kc are derived by substituting the concentration units (typically mol dm^-3) into the equilibrium expression and simplifying based on the stoichiometric coefficients of the balanced equation.
Dimension note
Kc es adimensional solo cuando la suma de los coeficientes estequiométricos de los productos es igual a la suma de los coeficientes estequiométricos de los reactivos.
One free problem
Practice Problem
En la reacción reversible N₂O₄(g) ⇌ 2NO₂(g), un químico mide las molaridades del equilibrio y determina que la expresión [NO₂]² / [N₂O₄] da un valor de 0,00463. Calcula la constante de equilibrio Kc para esta reacción.
Hint: En el equilibrio, la constante de equilibrio Kc es numéricamente igual al cociente de concentración de los productos respecto a los reactivos.
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Where it shows up
Real-World Context
En el caso de kc for the Haber process at equilibrium, Equilibrium constant se utiliza para calcular the Kc value from Equilibrium Ratio. El resultado importa porque ayuda a conectar las cantidades medidas con el rendimiento de reacción, concentración, cambio de energía, tasa o equilibrio.
Study smarter
Tips
- A los sólidos y líquidos puros se les asigna una actividad de 1 y se omiten de la expresión.
- El valor de Kc es constante para una reacción específica a una temperatura determinada y no cambia con la concentración ni con la presión.
- Asegúrate de que la ecuación química está plenamente ajustada para identificar correctamente los exponentes estequiométricos de cada especie.
Avoid these traps
Common Mistakes
- Incluir sólidos o líquidos puros.
- Olvidar utilizar las concentraciones del equilibrio.
Common questions
Frequently Asked Questions
Proporciona la relación de las concentraciones de productos a reactivos en equilibrio, cada una elevada a sus coeficientes estequiométricos.
Esta ecuación se utiliza cuando una reacción química reversible ha alcanzado el equilibrio dinámico en un sistema cerrado a temperatura constante. Se aplica a los solutos de una solución o gases, siempre que sus concentraciones se expresen en molaridad (mol/L).
El valor de Kc indica el grado de una reacción; una Kc grande favorece a los productos, mientras que una Kc pequeña favorece a los reactivos. Esto es esencial para que los químicos industriales calculen los rendimientos teóricos y optimicen las condiciones de reacción para lograr la máxima eficacia.
Incluir sólidos o líquidos puros. Olvidar utilizar las concentraciones del equilibrio.
En el caso de kc for the Haber process at equilibrium, Equilibrium constant se utiliza para calcular the Kc value from Equilibrium Ratio. El resultado importa porque ayuda a conectar las cantidades medidas con el rendimiento de reacción, concentración, cambio de energía, tasa o equilibrio.
A los sólidos y líquidos puros se les asigna una actividad de 1 y se omiten de la expresión. El valor de Kc es constante para una reacción específica a una temperatura determinada y no cambia con la concentración ni con la presión. Asegúrate de que la ecuación química está plenamente ajustada para identificar correctamente los exponentes estequiométricos de cada especie.
References
Sources
- Atkins' Physical Chemistry
- IUPAC Gold Book: Equilibrium constant, Kc
- Wikipedia: Equilibrium constant
- IUPAC Gold Book
- NIST Chemistry WebBook
- Atkins' Physical Chemistry, 11th Edition
- IUPAC Gold Book (Compendium of Chemical Terminology)
- Chemistry by Raymond Chang, 12th Edition