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14.2 Escritura de las expresiones de las constantes de equilibrio 629 Como las presiones suelen expresarse en atm, la constante de los gases R es 0.0821 L ? atm/K ? mol, y la expresión que relaciona KP y Kc es En general, KP fi Kc, excepto en el caso especial en el que Δn 5 0, como en la mezcla en equilibrio de hidrógeno molecular, bromo molecular y bromuro de hidrógeno: En este caso, la ecuación (14.5) se escribe como La ionización del ácido acético (CH3COOH) en agua es otro ejemplo de un equilibrio homogéneo: La constante de equilibrio es (Aquí usamos la prima de Kc para distinguirla de la forma i nal de la constante de equi- librio que se obtiene después.) En 1 L, o 1 000 g de agua, existen 1 000 g/(18.02 g/mol), o 55.5 moles de agua. En consecuencia, la “concentración” de agua, o [H2O], es de 55.5 mol/L, o 55.5 M (vea página 585). Ésta es una cantidad grande en comparación con la concentración de otras especies presentes en disolución (por lo general 1 M o menores), y suponemos que no cambia en forma apreciable durante el transcurso de una reacción. Así, la magnitud [H2O] la consideramos como una constante y la constante de equilibrio se reduce a donde Constante de equilibrio y unidades Observe que en general en la expresión de la constante de equilibrio no se incluyen uni- dades. En termodinámica, K se dei ne en términos de actividades en vez de concentracio- nes. Para un sistema ideal , la actividad de una sustancia es la proporción de su concentración (o presión parcial) en relación con un valor estándar, el cual es 1 M (o 1 atm). Este procedimiento elimina todas las unidades pero no modii ca la magnitud de la concentración o la presión. En consecuencia, K no tiene unidades. Este procedimiento lo aplicaremos también en los equilibrios ácido-base y en los equilibrios de solubilidad (ca- pítulos 15 y 16). Los ejemplos 14.1 a 14.3 muestran el procedimiento para escribir expresiones de constante de equilibrio y para calcular el valor de ésta y de las concentraciones en el equilibrio. Para utilizar esta ecuación, las presio- nes en KP deben expresarse en atm. Cualquier número elevado a la poten- cia 0 es igual a 1. Para sistemas no ideales, las activida- des no son exactamente iguales a las concentraciones, desde el punto de vista numérico. En algunos casos, las diferencias pueden ser apreciables. A menos que se señale lo contrario, en este libro se manejarán todos los sis- temas como ideales. KP 5 Kc(0.0821T) ¢n )5.41( H2(g) 1 Br2(g) Δ 2HBr(g) KP 5 Kc(0.0821T ) 0 5 Kc CH3COOH(ac ) 1 H2O(l) Δ CH3COO 2 (ac ) 1 H3O 1 (ac ) K¿c 5 [CH3COO 2][H3O 1] [CH3COOH][H2O] Kc 5 [CH3COO 2][H3O 1] [CH3COOH] Kc 5 K¿c[H2O]
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