Constantes de Equilibrio Químico

Las reacciones químicas se pueden visualizar en términos de reactivos y productos, y escribirse en la forma general

La reacción puede ser espontánea, en cuyo caso los reactivos continúan reaccionando hasta que se agotan, siendo la composición final casi todo producto. En otros casos, se debe suministrar una cantidad significativa de energía para conseguir que se produzca la total reacción, de manera que los reactivos por sí mismos, permanecerían en su forma actual. En casos intermedios, al final en el equilibrio puede existir una mezcla particular. Es en estos casos donde la idea de una constante de equilibrio es de mayor valor. La constante de equilibrio se puede expresar en la forma

donde [C] representa la concentración molar de C en el equilibrio. Para una reacción dada, las concentraciones en el equilibrio tendrían que determinarse experimentalmente.

Para reactivos gaseosos, es más conveniente expresar la condición de equilibrio en términos de las presiones parciales de los reactivos y los productos. En este caso la constante de equilibrio se define por

donde P denota la presión parcial, por lo general en atmósferas. Las dos formas de la constante de equilibrio están relacionadas por

donde Dn es la suma de los coeficientes de los productos gaseosos en la ecuación química, menos la suma de los coeficientes de los reactivos gaseosos.

En la práctica, hay casos en los que algunos de los reactivos y/o productos no aparecen en la expresión de la constante de equilibrio. Cuando hay involucrados sólidos puros o líquidos puros, las concentraciones se consideran como una de estas sustancias, de manera que no afectan a la constante de equilibrio.

La naturaleza de la constante de equilibrio nos permite hacer algunos juicios cualitativos sobre la reacción. Las reglas generales son las siguientes:

1. Si K>>1, la mezcla será principalmente producto.
2. Si K<<1, la mezcla será principalmente reactivo.
3. Si K es aproximadamente 1, la reacción alcanzará el equilibrio a cierta mezcla intermedia.