Cinética química y equilibrio químico
En cinética y equilibrio se comprueba si el alumnado distingue velocidad de constante de velocidad, interpreta mecanismos y aplica la ley de acción de masas y el principio de Le Chatelier. Son cuestiones muy frecuentes en la PAU andaluza, a menudo con una tabla de datos experimentales.
Cinética
- La velocidad media se refiere a un componente y se divide por su coeficiente estequiométrico.
- Ecuación de velocidad: v = k[A]^m[B]^n; los órdenes se determinan experimentalmente, no con los coeficientes.
- Unidades de k: M^(1−orden)·s⁻¹.
- Arrhenius: k = A·e^(−Ea/RT); al aumentar T aumenta k y la velocidad.
- Un catalizador disminuye Ea; no modifica ΔH ni la posición del equilibrio.
- En un mecanismo, la etapa más lenta es la determinante de la velocidad.
Equilibrio
- Kc = [productos]^coef/[reactivos]^coef; solo se incluyen especies gaseosas o disueltas, no sólidos ni líquidos puros.
- Kp = Kc(RT)^Δn(gas).
- Q < K avanza hacia la derecha; Q > K hacia la izquierda; Q = K equilibrio.
- Le Chatelier: concentración, presión/volumen y temperatura. La temperatura es la única que cambia el valor de K.
Ejemplo resuelto
En un recipiente de 1,00 L se introducen 1,00 mol de H₂ y 1,00 mol de I₂. En el equilibrio hay 1,60 mol de HI. Calcula Kc para H₂ + I₂ ⇌ 2 HI. Por la estequiometría 1:1:2, se han formado 1,60 mol de HI consumiendo 0,80 mol de cada reactivo. Quedan [H₂] = [I₂] = 0,20 M y [HI] = 1,60 M. Kc = (1,60)²/(0,20·0,20) = 2,56/0,040 = 64.
Errores que restan puntos
- Incluir sólidos en Kc o no elevar a los coeficientes.
- Confundir velocidad con constante de velocidad.
- Suponer que un catalizador desplaza el equilibrio.
- Aplicar cambios de presión a sistemas sin fase gas.
- Olvidar que al aumentar T en una reacción exotérmica, K disminuye.