La Constante de Equilibrio

La ley de acción de masas introduce la constante de equilibrio para relacionar las concentraciones de equilibrio de los reactivos y los productos. Para una ecuación química balanceada donde A y B son reactivos, C y D son productos y las minúsculas a, b, c y d son sus respectivos coeficientes estequiométricos, la expresión constante de equilibrio está dada por las concentraciones molares de los productos divididos por las concentraciones molares de los reactivos, todas elevadas a sus coeficientes estequiométricos. La constante de equilibrio a menudo se expresa con el símbolo K o Kc, donde el subíndice c indica la constante de equilibrio con respecto a la concentración molar.

Al ser una relación de concentraciones molares, la constante de equilibrio no tiene unidades. Una constante de equilibrio grande mucho mayor que 1 indica que el numerador, que es la concentración de los productos, es mayor que el denominador, la concentración de los reactivos. Esto indica que el equilibrio se inclina hacia los productos y favorece la reacción hacia adelante.

Por el contrario, una pequeña constante de equilibrio mucho menor que 1 indica que el denominador es mayor que el numerador. Esto significa que el equilibrio se inclina hacia los reactivos y favorece la reacción inversa. Para una constante de equilibrio de magnitud igual o cercana a 1, las concentraciones relativas de los reactivos y productos son casi iguales.

Esto indica que no se favorece la reacción, ni hacia adelante ni hacia atrás. Las modificaciones de la ecuación química también cambian la constante de equilibrio. Si se invierte una reacción química con una constante de equilibrio x, la expresión de la constante de equilibrio para la reacción inversa es la recíproca de la reacción directa.

Entonces, la nueva constante de equilibrio sería 1 sobre x. Si los coeficientes se multiplican por otro factor, n, la constante de equilibrio se eleva al mismo factor. La nueva constante de equilibrio ahora sería x elevada a la potencia n.

Cuando se suman dos o más reacciones individuales, la constante de equilibrio para la reacción general es el producto de las constantes de equilibrio individuales. Entonces, la nueva constante de equilibrio sería y por z Para un equilibrio heterogéneo, la expresión constante de equilibrio excluye las entidades sólidas o líquida puras. Por ejemplo, la expresión constante de equilibrio para la descomposición de nitrato de amonio sólido en óxido nitroso gaseoso y vapor de agua excluye el nitrato de amonio:un sólido puro.

Esto se debe a que la concentración molar relativa de un sólido o líquido puro permanece constante durante la reacción.