Escribir cocientes y constantes de equilibrio y predecir el sentido de evolución de una mezcla.
Míralo en un dibujo
A temperatura fija: si Q<K, la evolución neta va hacia productos; si Q=K, hay equilibrio; si Q>K, hacia reactivos. Q se calcula con la composición actual.
Antes de seguir: ¿Q y K son siempre iguales?
Comprueba tu razonamiento
Solo en el equilibrio. Fuera de él, Q sirve para predecir el sentido de evolución neta bajo las condiciones del modelo.
Antes de empezar
Necesitas manejar: Estequiometría; Concentraciones; Ecuaciones cuadráticas.
Escribe en papel tu respuesta a esta pregunta antes de desplegarla.
¿Equilibrio dinámico?
Velocidades directa e inversa iguales con composición macroscópica estable.
En un minuto
- Velocidades directa e inversa iguales con composición macroscópica estable.
- Q usa la composición actual; K corresponde al equilibrio a esa T.
- Su actividad se toma uno, si la fase está presente.
- 1/K.
Entiende la idea
El concepto
Un equilibrio químico dinámico mantiene la composición macroscópica porque las velocidades directa e inversa son iguales. No exige concentraciones iguales de reactivos y productos ni que las partículas hayan dejado de reaccionar. La constante resume la relación de composición en equilibrio para una reacción escrita y una temperatura determinadas.
El cociente Q tiene la misma forma algebraica que K, pero se calcula con la composición del momento. Si Q<K, el sentido directo incrementa el cociente hasta el equilibrio; si Q>K, se favorece el inverso. Esta comparación no permite calcular cuánto cambia cada cantidad sin aplicar además balances y estequiometría.
Cómo utilizarlo sin errores
La expresión termodinámica utiliza actividades y es adimensional. En los ejercicios escolares de Kc se trabaja con la forma convencional en concentraciones, bajo aproximaciones adecuadas. Los coeficientes de la ecuación ajustada pasan a exponentes. Los sólidos puros y líquidos puros de actividad aproximadamente uno no aparecen en la expresión, mientras que las especies disueltas y los gases sí deben considerarse según el modelo.
Cambiar cómo se escribe la reacción cambia la constante: invertirla produce 1/K y multiplicar todos los coeficientes por un factor eleva K a ese factor. Si se suman reacciones compatibles, sus constantes se multiplican. Una K grande indica una relación favorable a productos en el equilibrio, pero no demuestra conversión absoluta ni rapidez. El volumen, los balances iniciales y la estequiometría siguen siendo necesarios para calcular cantidades.
Fórmulas y condiciones de uso
Lee las condiciones junto con cada expresión. Una fórmula sin sus hipótesis puede dar un resultado incorrecto.
Consultar la notación textual original
aA+bB⇌cC+dD: Qc=[C]ᶜ[D]ᵈ/([A]ᵃ[B]ᵇ). Q<K: avance directo; Q>K: inverso. Invertir: K′=1/K.
Ejemplos resueltos
Ejemplo 1 · Para H₂(g)+I₂(g)⇌2HI(g), Kc=4. Una mezcla tiene [H₂]=1,[I₂]=1,[HI]=1 mol/L. Decide el sentido inicial.
- Qc=[HI]²/([H₂][I₂])=1²/(1·1)=1.
- Como Qc=1<4, el avance directo incrementa HI y consume H₂ e I₂.
- No se afirma que [HI] final sea 4: K es una relación entre concentraciones, no la concentración de una especie.
Ejemplo 2 · CaCO₃(s)⇌CaO(s)+CO₂(g). Escribe el cociente convencional de presiones si ambos sólidos puros están presentes.
- Las actividades de CaCO₃ y CaO puros se toman iguales a uno.
- La expresión termodinámica es Q=p(CO₂)/p°; en la notación escolar habitual se escribe Qp=p(CO₂).
- Añadir más sólido puro no introduce un nuevo factor de concentración mientras las fases pertinentes sigan presentes y no cambien las otras condiciones.
Practica antes de mirar la solución
Práctica 1 · Si K=9 para A⇌2B, da K para 2B⇌A.
Primera ayuda
Invierte la relación.
Ver solución razonada
K′=1/9.
Práctica 2 · Si K=9 para A⇌2B, da K para 2A⇌4B.
Primera ayuda
Todos los coeficientes se multiplican por dos.
Ver solución razonada
K′=9²=81.
Práctica 3 · Para A⇌B, K=2 y [A]=0,5,[B]=2 mol/L. ¿Hacia dónde evoluciona?
Primera ayuda
Calcula Q antes de interpretar.
Ver solución razonada
Q=2/0,5=4>K. La mezcla evoluciona en sentido inverso, formando A y consumiendo B, hasta cumplir la relación de equilibrio.
El error que debes evitar
No igualar concentraciones por estar en equilibrio. No confundir K con cantidad de producto. No incluir masa de sólidos puros como si fuera concentración disuelta. No olvidar que la reacción escrita define K.
Comprueba lo aprendido
Autoevaluación formativa: no es una nota oficial ni un examen vigilado.
En equilibrio, las concentraciones de reactivos y productos…
Solución y explicación
Respuesta: Son constantes macroscópicamente, no necesariamente iguales. Lo que se iguala son las velocidades directa e inversa.
Los coeficientes estequiométricos pasan a…
Solución y explicación
Respuesta: Exponentes en Q y K. La ecuación debe estar ajustada antes de construir la expresión.
Una K muy grande demuestra reacción rápida…
Solución y explicación
Respuesta: No. La constante es termodinámica; la rapidez requiere información cinética.
Recupera las ideas de memoria
Antes de revelar cada respuesta, di la tuya en voz alta o escríbela. Marca si la recordabas para programar el siguiente repaso.
¿Equilibrio dinámico?
Ya lo he intentado: revelar respuesta
Velocidades directa e inversa iguales con composición macroscópica estable.
Intenta responder antes de mirar.
¿Diferencia entre Q y K?
Ya lo he intentado: revelar respuesta
Q usa la composición actual; K corresponde al equilibrio a esa T.
Intenta responder antes de mirar.
¿Sólidos puros en la expresión?
Ya lo he intentado: revelar respuesta
Su actividad se toma uno, si la fase está presente.
Intenta responder antes de mirar.
¿K de una reacción invertida?
Ya lo he intentado: revelar respuesta
1/K.
Intenta responder antes de mirar.
Explícalo y llévalo a otro problema
Explica con un ejemplo por qué duplicar toda una ecuación no cambia el equilibrio físico, pero sí cambia el valor numérico de la constante escrita.
Cierre en papel: explica el procedimiento, anota una condición de validez y vuelve a resolver un ejercicio que te haya costado sin consultar sus pasos.
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Fuentes y revisión editorial
Material de elaboración propia con asistencia de IA. Revisión docente final pendiente. La comprobación técnica no certifica la adaptación a una convocatoria concreta de PAU.