Constante de equilibrio (Kc y Kp)

• Para $\text{aA} + \text{bB} \rightleftharpoons \text{cC} + \text{dD}$, la constante de equilibrio en concentraciones es:

$$K_c = \frac{[\text{C}]^c[\text{D}]^d}{[\text{A}]^a[\text{B}]^b}$$

• Los exponentes son los coeficientes estequiométricos (no órdenes de reacción); las concentraciones son las del equilibrio.
• $K_c$ solo depende de la temperatura: no cambia con presión, catalizador ni concentraciones iniciales.
• Sólidos y líquidos puros no aparecen en la expresión de $K_c$ (su actividad = 1).

• $K_c \gg 1$ (p. ej. $> 10^3$): equilibrio muy desplazado hacia productos; reacción casi completa.
• $K_c \approx 1$: cantidades comparables de reactivos y productos.
• $K_c \ll 1$ (p. ej. $< 10^{-3}$): equilibrio muy desplazado hacia reactivos; se forma poco producto.

• $Q_c$ se calcula con la misma fórmula que $K_c$ pero con concentraciones de cualquier instante (no necesariamente el equilibrio).
• $Q_c < K_c$ → reacción avanza hacia la derecha (forma productos).
• $Q_c > K_c$ → reacción avanza hacia la izquierda (forma reactivos).
• $Q_c = K_c$ → sistema ya en equilibrio.

$$K_p = K_c(RT)^{\Delta n}$$

• $\Delta n =$ moles de gas en productos $-$ moles de gas en reactivos.
• Si $\Delta n = 0$, entonces $K_p = K_c$.
• $R = 0{,}0821\ \text{atm dm}^3\,\text{mol}^{-1}\text{K}^{-1}$.

• Problema: $\text{H}_2(\text{g}) + \text{I}_2(\text{g}) \rightleftharpoons 2\,\text{HI}(\text{g})$ a $450\ °\text{C}$. En el equilibrio: $[\text{H}_2] = 0{,}20$, $[\text{I}_2] = 0{,}20$, $[\text{HI}] = 1{,}60\ \text{mol dm}^{-3}$. Calcula $K_c$.

$$K_c = \frac{[\text{HI}]^2}{[\text{H}_2][\text{I}_2]} = \frac{(1{,}60)^2}{(0{,}20)(0{,}20)} = \frac{2{,}56}{0{,}040} = 64$$

• $\Delta n = 2 - 2 = 0$ → $K_c$ adimensional; $K_p = K_c$.
• $K_c = 64 > 1$ → equilibrio desplazado hacia el $\text{HI}$.

• Error frecuente: elevar cada especie a "1" en vez de a su coeficiente estequiométrico (especialmente el $[\text{H}_2]^3$ en la síntesis de amoniaco).
• Error frecuente: poner productos en el denominador y reactivos en el numerador.
• Incluir sólidos o líquidos puros en la expresión es otro error común que no da marks.
• Solo la temperatura cambia $K_c$; el catalizador solo acelera la llegada al equilibrio.