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14.4 ¿Qué información proporciona la constante de equilibrio? 641 reacción neta en la que se forme más I2 y H2 o más HI? Al insertar las concentraciones iniciales en la expresión de la constante de equilibrio, obtenemos donde el subíndice 0 indica las concentraciones iniciales (antes de que se logre el equi- librio). Como el cociente [HI]20/[H2]0[I2]0 es mayor que Kc, este sistema no está en equili- brio. Para las reacciones que no han alcanzado el equilibrio, como en el caso anterior, al sustituir las concentraciones iniciales en la expresión de la constante de equilibrio obte- nemos un cociente de reacción (Qc) , en lugar de la constante de equilibrio. Para determi- nar la dirección de la reacción neta para llegar al equilibrio, comparamos los valores de Qc y Kc. Esto da lugar a tres posibles situaciones: • Qc , Kc La relación entre las concentraciones iniciales de productos y reactivos es muy pequeña. Para alcanzar el equilibrio, los reactivos deben convertirse en productos, y el sistema va de izquierda a derecha (los reactivos se consumen para formar productos). • Qc 5 Kc Las concentraciones iniciales son las concentraciones de equilibrio. El sistema está en equilibrio . • Qc . Kc La relación entre las concentraciones iniciales de productos y reactivos es muy grande. Para alcanzar el equilibrio, los productos deben transformar- se en reactivos, de modo que el sistema va de derecha a izquierda (los productos se consumen y se forman los reactivos) para alcanzar el equi- librio. En la i gura 14.5 se comparan Kc y Qc. El ejemplo 14.8 muestra la utilidad de Qc para determinar la dirección de una reacción neta hacia el equilibrio. Figura 14.5 La dirección de una reacción reversible para alcanzar el equilibrio depende de las magnitudes relativas de Qc y Kc. Observe que Kc es una constante a una temperatura determinada, pero Qc varía de acuerdo con las cantidades relativas de reactivos y productos presentes. Qc Qc Qc KcKc Kc Reactivos n Productos Equilibrio: sin cambio neto Reactivos m Productos Tenga presente que el método para calcular Q es el mismo que para cal- cular K, salvo que se utilizan concen- traciones que no están en equilibrio. [HI]20 [H2]0[I2]0 5 (1.98)2 (0.243)(0.146) 5 111 N2 1 3H2 Δ 2NH3 3 4 Ejemplo 14.8 Al principio de una reacción hay 0.249 moles de N2, 3.21 3 10 22 moles de H2 y 6.42 3 1024 moles de NH3 en un matraz de 3.50 L a 375°C. Si la constante de equilibrio (Kc) para la reacción es de 1.2 a esta temperatura, determine si el sistema está en equilibrio. Si no es así, prediga la dirección de la reacción neta. (continúa) N2(g) 1 3H2(g) Δ 2NH3(g)
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