Equilibrio químico: Cociente de reacción (Q)

En una reacción cualquiera:  a A + b B Á c C + d D se llama cociente de reacción a:

  

Tiene la misma fórmula que la K_C pero a diferencia de ésta, las concentraciones no tienen porqué ser las del equilibrio.

·      Si Q = K_c entonces el sistema está en equilibrio.

·      Si Q < K_c el sistema evolucionará hacia la derecha, es decir, aumentarán las concentraciones de los productos y disminuirán las de los reactivos hasta que Q se iguale con K_C.

·      Si Q > K_c el sistema evolucionará hacia la izquierda, es decir, aumentarán las concentraciones de los reactivos y disminuirán las de los productos hasta que Q se iguale con K_C.

Una simulación de cómo varían las concentraciones de la diferentes sustancias a lo largo de un equilibrio químico y como Q tiende a K_C puede verse descargando el programa Lechat 2.1 de http://nautilus.fis.uc.pt/wwwqui/equilibrio/port/eqq_lechat2.html.

Ejemplo:

En un recipiente de 3 litros se introducen 0,6 moles de HI, 0,3 moles de H₂ y 0,3 moles de I₂  a 490ºC. Si K_c = 0,022 a 490ºC para 2 HI(g) Á H₂(g) +  I₂(g) a) ¿se encuentra en equilibrio?; b) Caso de no encontrarse, ¿cuantos moles de HI, H₂ e I₂ habrá en el equilibrio?

 

a) Q= 0.25 

Como Q > K_c el sistema no se encuentra en equilibrio y la reacción se desplazará hacia la izquierda.

b)      Equilibrio:                     2 HI(g)      Á       I₂(g)    +    H₂(g)
Moles inic.:                   0,6                      0,3             0,3
Moles equil.              0,6 + 2x               0,3 – x        0,3 – x
_{Conc. eq.:                              (0.6+2x)/3                 (0.3-x)/3              (0.3-x)/3}

Kc = 0.22

Resolviendo la ecuación se obtiene que: x = 0,163 moles

Equil:                   2 HI(g)        Á     I₂(g)     +       H₂(g)
Mol eq:          0,6+2x0,163         0,3–0,163     0,3–0,163

n(HI) = 0,93 mol ; n(I₂)  = 0,14 mol ; n(H₂) = 0,14 mol