Química - Ministerio de Educación

UNIDAD 1
temA 2
82
MÁS QUE QUÍMICA
¿Qué nos informa la
constante de equilibrio?
La magnitud de la
constante de equilibrio
puede informar si en una
reacción está favorecida la
formación de los productos
o de los reactantes. Así,
cuando:
1. K > 1, significa que la
eq
relación de productos es
superior a la de los
reactantes; por ende, la
reacción ocurre en el
sentido directo y se
produce una alta
concentración de
productos y disminuye la
de reactivos.
2. K < 1, significa que la
eq
relación de productos es
menor a la de los
reactantes; por ende, la
reacción ocurre en el
sentido inverso, es decir,
tiende a generar mayor
concentración de reactivos
que de productos.
3. K = 1, significa que la
eq
relación de productos es
igual a la de los reactantes;
por ende, la reacción está
en equilibrio.
Por ejemplo, para la reacción:
Se puede establecer:
a A + b B → c C + d D
Q = [C]c · [D] d
[A] a · [B] b
Por ejemplo, si la reacción de formación del amoníaco (NH 3 ) gaseoso que
estudiamos anteriormente se produce a 25 °C, pero las presiones que
afectan a los reactantes y productos son 1 atm para el N 2(g) y el NH 3(g) y 3
atm para el H 2(g) , las condiciones no son estándar. Por lo tanto, debemos
calcular ΔG y no ΔG 0 para determinar si el proceso es o no espontáneo.
¡Hagamos el ejercicio!
EJERCICIO RESUELTO
Como ΔG (no estándar) se obtiene de ΔG = ΔG 0 + RT lnQ, debemos
determinar Q y ΔG 0 para la reacción.
Paso 1. Identificación de la incógnita y de los datos que nos entrega el
planteamiento del problema.
Incógnita: ΔG para la reacción N + 3H → 2NH 2(g) 2(g) 3(g)
Datos: Para calcular la variación de la energía libre no estándar, será
necesario conocer ΔG 0 de la reacción (que se puede obtener de la
tabla de 5) y obtener el valor de Q.
Paso 2. La fórmula que nos permite obtener ΔG es: ΔG = Δ G 0 + R T ln Q
Donde:
Δ G 0 = ∑ n ΔG
f
0
( productos )
− ∑ m ΔG
Paso 3. Remplazando los valores se obtiene:
Para Δ G 0 :
Δ G 0 = ∑ n Δ G f
0
( productos ) − ∑ m Δ G f
0
Δ G 0 = [ ( 2 mol ⋅ Δ G f
0
Δ G 0
Para Q:
= -33 kJ
N H 3 ( g ) )
f
0
( reactivos )
] − [ ( 1 mol ⋅ Δ
( reactivos )
G f
0
N 2 ( g ) )
2
( Presión N H 3 )
Q = ______________________________________
3
( Presión N 2 ) ⋅ ( Presión H 2 )
( 1,0 ) 2
Q = _________________
( 1,0 ) ⋅ ( 3,0 ) 3 = 3,7 ⋅ 1 0 −2
y Q = productos
reactantes
+ ( 3 mol ⋅ Δ G f
0
H ) ] 2 ( g )
Paso 4. Al resolver la ecuación ΔG = Δ G 0 + R T ln Q se obtiene:
ΔG = − 33 kJ + [ 0,008314 kJ/K ⋅ 298 K ] ⋅ ln 3,7 ⋅ 1 0 −2 = - 41,2 kJ
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