Guía n6 Química IV Medio

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COLEGIO SAN JOSÉ PUERTO MONTT 
UNIDAD TÉCNICO PEDAGÓGICA 
GUÍA DE APRENDIZAJE Nº6 
 
ASIGNATURA: 
 
Química 
DOCENTE: 
 
Daniel Altamirano 
NIVEL: 
 
IV° Medio 
 
UNIDAD TEMA 
Unidad 0. Equilibrio Químico 
 
Cociente de reacción Qc 
 
ESTRATEGIA DE APRENDIZAJE: 
Interpretar valor de Kc y Qc para determinar hacia donde se desplaza una reacción 
química mediante ejercicios de aplicación. 
 
 
INSTRUCCIONES: 
Lee atentamente la siguiente guía, analice los ejercicios resueltos y luego realice los 
ejercicios problema, al final se encuentran los resultados para que compruebe sus 
resultados. 
 
INTERPRETACIÓN DE LA CONSTANTE DE EQUILIBRIO 
 
1. Si la constante de equilibrio es mayor que 1, indica que la concentración molar 
de los reactantes, [R]eq, es menor que la concentración molar de los productos, 
[P]eq. Por lo tanto, el estado de equilibrio químico está desplazado a favor de los 
productos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2. Si la constante de equilibrio es igual a 1, indica que la concentración molar de 
los reactantes, [R]eq, es igual a las concentración molar de los productos, [P]eq. Por 
lo tanto, no hay desplazamiento en el estado de equilibrio. Es un estado hipotético 
ideal. 
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3. Si la constante de equilibrio es menor que 1, indica que la concentración molar 
de los reactantes, [R]eq, es mayor que la concentración molar de los productos, 
[P]eq. Por lo tanto, el estado de equilibrio químico está desplazado a favor de los 
reactantes. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PREDICCIÓN DE LA DIRECCIÓN DE UNA REACCIÓN 
 
La constante de equilibrio Kc para la reacción H2(g) + I2(g) ↔ 2HI(g) es de 5,3 
a 430°C, según lo anterior (KC > 1) la ecuación está desplazada hacia los 
productos, es decir, los reactivos están formando producto, pero cuando Kc es > 1 
ocurre todo lo contrario. 
 
Suponga que en cierto experimento se colocan 0,243 moles de H2, 0,146 
moles de I2 y 1,98 moles de HI en un recipiente de 1,00 L a 430°C. 
 
¿La reacción estará en equilibrio? Si no lo está, ¿hacia dónde se 
desplazará?, ¿se formará producto o se formará reactivo?. Para responder 
estas preguntas utilizaremos la misma forma de Kc, pero como no necesariamente 
la reacción está en equilibrio lo llamaremos Qc es decir: 
 
 
Qc = [HI(g)]2 
[H2(g)] [I2(g)] 
 
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Resolviendo el valor de Qc, obtenemos 
 
Qc = [1,98]2 
 [0,243] [0,146] 
 
Qc = 110,5 
 
Para las reacciones que no han logrado el equilibrio, como en el caso 
anterior, al sustituir las concentraciones iniciales en la expresión de la constante 
de equilibrio obtenemos un cociente de reacción (Qc), en lugar de la constante de 
equilibrio. 
 
Para determinar 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 de 
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), esto 
es proceso o sentido directo. 
• Qc = 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 de 
reactivos es muy grande. Para alcanzar el equilibrio, los productos 
deben transformarse en reactivos, de modo que el sistema va de 
derecha a izquierda (los productos se consumen y se forman los 
reactivos) para alcanzar el equilibrio. 
 
 
 
Aunque el uso de los términos “reactivos” y “productos” pudiera resultar 
confuso porque una sustancia que es un reactivo en la reacción hacia la derecha 
también es el producto de la reacción hacia la izquierda, esta terminología es 
congruente con la convención de que las sustancias escritas al lado izquierdo de 
las flechas de equilibrio se consideran como “reactivos”, y las que están al lado 
derecho, como “productos”. 
 
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Ejemplo: 
 
La constante de equilibrio (Kc) para la formación de cloruro de nitrosilo, un 
compuesto de color amarillo naranja, a partir de óxido nítrico y cloro molecular: 
2NO(g) + Cl2(g) ↔ 2NOCl(g) tiene un valor de 6,5 · 104 a 35°C. 
 
En un experimento se mezclan 2,0 · 10–2 moles de NO, 8,3 · 10–3 moles de Cl2 y 
6,8 moles de NOCl en un matraz de 2,0 L. 
 
¿En qué dirección el sistema alcanzará el equilibrio? 
 
 
 Primero calculamos Qc, para ello se terminan las concentraciones molares 
de cada uno. 
 
[NO] = 2,0 · 10–2 moles / 2,0 L = 0,01 M 
[Cl2] = 8,3 · 10–3 moles / 2,0 L = 0,00415 M 
[NOCl] = 6,8 moles / 2,0 L = 3,4 M 
 
 Luego la expresión de Qc, será: 
 
Qc = [NOCl]2 
 [NO]2 [Cl2] 
 
Qc = [3,4]2 
 [0,01]2 [4,15 · 10 -3] 
 
Qc = 27855421,69 ≈ 2,78·107 
 
 
 Tenemos: 
 
Qc = = 2,78·107 
 
Kc = = 6,5·104 
 
 
 Comparando Qc con Kc, notamos que Qc > Kc, por lo tanto la reacción 
está desplazara hacia los reactivos (hacia la izquierda) 
 
 
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Ejercicios: 
 
1) Al principio de una reacción hay 0,249 moles de N2, 3,21 · 10–2 moles 
de H2 y 6,42 · 10–4 moles de NH3 en un matraz de 3,50 L a 375°C. Si la 
constante de equilibrio (Kc) para la reacción: N2(g) + 3H2(g) ↔ 2NH3(g) 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. 
 
2) Para la reacción H2(g) + I2(g) ↔ 2HI(g), K = 50 a 450 ºC. En un reactor de 1 
litro se introducen 1 mol de H2, 1 mol de I2 y 2 moles de HI. a) ¿En qué 
sentido se producirá la reacción? 
 
Respuestas: 
 
1) Como Qc (0,611) es menor que Kc (1,2), el sistema no está en equilibrio. 
Así, la reacción neta irá de izquierda a derecha hasta que se alcance el 
equilibrio. 
2) Como Qc (4) es menor que Kc (50), el sistema no está en equilibrio. Así, la 
reacción neta irá de izquierda a derecha hasta que se alcance el equilibrio. 
 
 
AUTOEVALUACIÓN 
 
Para ayudarte con la retroalimentación de tu aprendizaje, se incluye una 
autoevaluación con los niveles de desempeño para que puedas reflexionar 
respecto de tu desempeño con la guía. 
 
NIVELES DE DESEMPEÑO 
 
L Logrado Cumple el indicador con claridad y en su totalidad 
ML 
Medianamente 
Logrado 
Cumple el indicador parcialmente 
NL No Logrado No cumple el indicador 
 
Marque con una X según su criterio en cada uno de los siguientes ítems. 
 
N° Ítem L ML NL 
1 
Interpreto valor de Kc para determinar hacia donde se desplaza una 
reacción química 
 
2 
Convierto moles de una sustancia en concentración molar según el 
volumen donde esté contenido 
 
3 Determino el cociente de reacción para una reacción química 
4 
Comparo los valores de Kc con Qc para determinar hacia donde se 
desplaza una reacción química 
 
5 Desarrollo los ejercicios con autonomía.