Química

La Constante de equilibrio Kp

La constante de equilibrio Kc o Kp, es la expresión de un cociente entre las concentraciones de productos y reactivos que están en equilibrio, elevando dichas concentraciones a un exponente que coincide con los coeficientes estequiométricos que aparecen en la ecuación química una vez ésta ha sido ajustada.

Las cantidades de reactivos, así como de productos que vienen representadas en el equilibrio se suelen expresar en unidades de concentración (mol/l), pero en el caso de tratarse de mezclas gaseosas, es más correcto definir la composición utilizando términos de presiones parciales. Es por esto que las reacciones químicas en las que se usan gases se suele adaptar las expresiones de la constante de equilibrio. Así, para un equilibrio químico del mismo tipo que viene representado por una ecuación química, se dan expresiones de la constante que hacen referencia a las concentraciones o también a las presiones parciales.

Para poder diferenciar ambas, en un primer caso se habla de Kc, y en un segundo punto se habla de Kp.

Se ha comprobado, que para cada reacción química de tipo reversible, a una temperatura concreta, se presenta un valor numérico diferente para la constante de equilibrio, ya sea Kp o Kc. Sin embargo, el valor exacto puede ser bastante diferente de una reacción a otra, siendo preciso el análisis y estudio concreto del significado de la magnitud de la constante. Generalmente, la magnitud de la constante de equilibrio suele darnos información sobre el estado de equilibrio en el cual se encuentra la reacción, o en otras palabras, nos informa de la forma en la que una reacción química se ha llevado a cabo.

A continuación se dan algunos ejemplos de reacciones que se encuentran en fase gaseosa:

H2 (g) + Cl2 (g) ↔ 2HCl (g) Kc= 2.5 . 10^33, 298 K

H2(g) + I2 (g) ↔ 2HI (g) Kc= 55.0 , 698 K.

Así, el valor de Kc para la reacción en la cual se forma el HCl (gas), tiene un valor enormemente elevado. Esto es debido a que las concentraciones de H2 y de Cl2, cuando se consigue llegar al equilibrio son bastante pequeñas si las metemos en comparación con la concentración de HCl. Como las concentraciones de los reactivos se encuentran en el denominador de la expresión, y tienen un valor bastante pequeño, el valor de la constante por consiguiente será muy grande.

En un caso como este se suele decir que el equilibrio se encuentra totalmente o completamente desplazado hacia la derecha o hacia la formación de los productos.

Al contrario, Kc para la reacción en la que se forma el NO (g) es exageradamente pequeña. Esto se debe a que la concentración de NO cuando se alcanza el equilibrio es bastante pequeña en comparación con las concentraciones de N2 y O2.

Las concentraciones de los productos aparecen en el numerador de la expresión de la constante, y al ser pequeñas, el valor de la constante también lo será. En este tipo de casos se suele decir que el estado de equilibrio está algo ( muy poco) desplazado hacia la formación de los productos.

Resumiendo podemos decir que, si el valor de la constante de equilibrio de una reacción química posee un valor bastante grande, significa que el grado de conversión de los reactivos a productos es también muy alto, y viceversa, es decir, si los valores numéricos de la constante de equilibrio ( Kp o Kc) son muy pequeños, significará que el grado de conversión de los reactivos en producto también será muy pequeño.