Caracterización del equilibrio químico por sus constantes: Kc y Kp



El equilibrio químico en una reacción reversible se consigue cuando las concentraciones de los reactivos y productos de reacción permanecen invariables

Consideremos la siguiente reacción reversible:

aA + bB ® cC + dD

En el instante inicial sólo hay reactivos, las concentraciones de los productos son nulas, la velocidad de reacción para formar C y D será máxima y va disminuyendo a medida que las cantidades de A y B van disminuyendo. Si consideramos la reacción inversa, en el momento inicial la velocidad para formar A y B será nula e irá aumentando al formarse cada vez más C y D. Si la velocidad de reacción directa va disminuyendo y la velocidad de reacción inversa va aumentando, llegará un instante en el que esas dos velocidades se igualan; en este momento se dice que se ha alcanzado el equilibrio químico.Todas las sustancias se consumen a la misma velocidad con que se forman, por lo cual la composición del sistema permanece invariable. Este estado de equilibrio que se alcanza no es una situación de reposo, ya que las dos reacciones, directa e inversa, siguen verificándose; es decir, que es un equilibrio dinámico, no estático.

Si se designa por v1 a la velocidad de la reacción directa y por v2 a la velocidad de la reacción inversa, en el equilibrio se cumple que:

v1 = v2

Experimentalmente se ha comprobado que en el equilibrio el producto de las concentraciones molares de los productos elevadas a una potencia igual a sus coeficientes estequiométricos, es constante para una temperatura dada. Esta constante se denomina constante de equilibrio y se designa por kc:

La constante de equilibrio puede expresarse también en función de las presiones parciales (Kp):

Relación entre las constantes de equilibrio.

Una vez definidas las constantes de equilibrio, Kc y Kp vamos a ver las relación que existe entre ellas:

En un gas encerrado en un recipiente se cumple: Pi.V=niRT.

La concentración de este gas será ci = ni/V, por lo tanto, Pi=ci.R.T. Sustituyendo en la expresión de Kp resulta:

Kp y Kc son sólo función de la temperatura.

Las dos constantes de equilibrio coinciden numéricamente sólo cuando no hay variación en el número de moles, es decir, cuando D n=c+d-a-b=0.