Producción industrial de fertilizantes. Δn = 2 − 4 = −2 (mol gas).
2. Concentraciones actuales (mol/L)
3. Aplica una perturbación
Reactivo N₂
Reactivo H₂
Producto NH₃
Temperatura
Presión (Δn=-2)
Catalizador
4. Visualización del sistema
0,596N₂
1,789H₂
1,307NH₃
⇌ Q ≈ Kc → Sistema EN EQUILIBRIO
5. Análisis cuantitativo
Cociente Q vs constante Kc
Q (cociente actual)0,5001
Kc (a 298 K)0,5000
Kc de referencia (didáctica, a 298 K)0,5000
Δn (gas)-2
Dirección de desplazamiento⇌ Equilibrio
Nuevo equilibrio predicho
[N₂]eq0,5964 mol/L
[H₂]eq1,7893 mol/L
[NH₃]eq1,3071 mol/L
Le Chatelier dice: Selecciona una reacción y aplica una perturbación para ver Le Chatelier en acción. Q = 0,5001 y Kc = 0,5000 coinciden: el sistema está en equilibrio y no se mueve.
📝 Casos para clase
Son 12 casos fijos: el caso 3 es el mismo para todo el mundo, hoy y dentro de un año, con los mismos números y la misma solución. Por eso se pueden asignar por número —«resuelve el 3, el 7 y el 11»— y corregir igual para todo el grupo.
⚖️Dos avisos de convenio, porque cambian el resultado: en el cociente solo entran gases y especies en disolución —los sólidos y los líquidos puros no—, con la excepción de la esterificación, que al ser toda líquida se trata como una disolución y entonces sí cuentan sus cuatro especies; y Δn se cuenta solo sobre moles de gas, que es lo que decide si comprimir desplaza algo. Las Kc de este simulador son didácticas, elegidas para que la simulación se vea, no constantes tabuladas.
🔮Los casos 7 a 12 se responden antes de tocar nada. Elige hacia dónde crees que se moverá el equilibrio, comprueba, y solo entonces vuelve al simulador a verlo. Mover un control y mirar la gráfica no enseña nada si no había una predicción que confirmar o romper.
Has resuelto 0 de 12
1
Cociente de reacción Q
Cálculo
N₂(g) + 3 H₂(g) ⇌ 2 NH₃(g)
En la síntesis de amoníaco, un recipiente contiene [N₂] = 1 mol/L, [H₂] = 2 mol/L y [NH₃] = 0,4 mol/L. Calcula el cociente de reacción Q en ese instante.
💡 El coeficiente de cada especie es su EXPONENTE, no un factor que multiplica.
Q tiene la misma forma que Kc: productos arriba, reactivos abajo, cada uno elevado a su coeficiente.
Q = [NH₃]² / ([N₂] · [H₂]³) = 0,4² / (1 · 2³).
Numerador: 0,4² = 0,16. Denominador: 1 · 8 = 8.
Q = 0,16 / 8 = 0,02.
Resultado: 0,02
2
Q cuando los coeficientes son todos 1
Cálculo
CO(g) + H₂O(g) ⇌ CO₂(g) + H₂(g)
En la reacción de desplazamiento del gas de agua, un reactor contiene [CO] = 0,5 mol/L, [H₂O] = 0,5 mol/L, [CO₂] = 1 mol/L y [H₂] = 1 mol/L. Calcula Q.
💡 Dividir entre 0,25 es lo mismo que multiplicar por 4.
Todos los coeficientes valen 1, así que no hay exponentes que aplicar.
Q = 1 / 0,25 = 4. Como Kc vale 5 en el simulador, Q < Kc y el sistema aún avanzará hacia los productos.
Resultado: 4
3
Variación de moles de gas (Δn)
Cálculo
2 SO₂(g) + O₂(g) ⇌ 2 SO₃(g)
Para la síntesis de trióxido de azufre, 2 SO₂(g) + O₂(g) ⇌ 2 SO₃(g), calcula Δn, la variación del número de moles de GAS entre productos y reactivos.
💡 Solo cuentan las especies marcadas como gas (g). Los sólidos y los líquidos no.
Δn = (moles de gas en los productos) − (moles de gas en los reactivos).
Productos: 2 mol de SO₃(g). Reactivos: 2 mol de SO₂(g) + 1 mol de O₂(g) = 3 mol.
Δn = 2 − 3 = −1.
Al ser negativo, comprimir el sistema favorece el lado de los productos: hay menos moléculas de gas a la derecha.
Resultado: -1
4
Q en una reacción en disolución
Cálculo
CH₃COOH(l) + C₂H₅OH(l) ⇌ CH₃COOC₂H₅(l) + H₂O(l)
En la formación de un éster, el matraz contiene [ácido] = 1 mol/L, [alcohol] = 0,5 mol/L, [éster] = 1 mol/L y [agua] = 1 mol/L. Calcula Q sabiendo que, al ser una reacción entre líquidos que se comportan como una disolución, las cuatro especies entran en el cociente.
💡 Ojo con el agua: aquí NO es disolvente, es uno de los productos de la reacción y sí cuenta.
Q = ([éster] · [agua]) / ([ácido] · [alcohol]).
Numerador: 1 · 1 = 1. Denominador: 1 · 0,5 = 0,5.
Q = 1 / 0,5 = 2.
Kc vale 4, así que Q < Kc: todavía se formará más éster.
Resultado: 2
5
Comprobar si un sistema está en equilibrio
Cálculo
PCl₅(g) ⇌ PCl₃(g) + Cl₂(g)
Un recipiente con pentacloruro de fósforo contiene [PCl₅] = 0,5 mol/L, [PCl₃] = 0,2 mol/L y [Cl₂] = 0,1 mol/L. Calcula Q y compáralo después con Kc, que vale 0,04.
💡 Un sistema está en equilibrio cuando Q y Kc coinciden, no cuando las concentraciones son iguales.
Q = Kc exactamente, así que el sistema YA está en equilibrio: no se desplaza en ningún sentido.
Resultado: 0,04
6
La constante cambia con la temperatura
Cálculo
PCl₅(g) ⇌ PCl₃(g) + Cl₂(g)
La disociación del pentacloruro de fósforo es endotérmica (ΔH = +88 kJ/mol). El simulador parte de una Kc didáctica de 0,04 en su temperatura de referencia (298 K) — no es una constante medida. Calcula cuánto valdría a 350 K con la ecuación de van ’t Hoff. Redondea a dos decimales.
💡 Convierte el ΔH a julios antes de dividir entre R, o el exponente saldrá mil veces menor.
Ecuación de van ’t Hoff: ln(K₂/K₁) = −(ΔH/R) · (1/T₂ − 1/T₁), con ΔH en J/mol y R = 8,314 J/(mol·K).
K₂/K₁ = e^5,277 ≈ 195,8, así que K₂ = 0,04 · 195,8 ≈ 7,83.
Sube al calentar, que es lo esperable: en una reacción endotérmica el calor actúa como un reactivo más.
Resultado: 7,83
7
Añadir un reactivo
Predicción
N₂(g) + 3 H₂(g) ⇌ 2 NH₃(g)
El sistema de síntesis de amoníaco está en equilibrio. Se inyecta más nitrógeno, de forma que su concentración aumenta en 0,5 mol/L. Antes de tocar los controles, predice hacia dónde se desplazará el equilibrio.
💡 El sistema siempre intenta deshacer lo que le acabas de hacer.
El principio de Le Chatelier dice que el sistema responde OPONIÉNDOSE al cambio que se le impone.
Si se añade nitrógeno, el sistema tiende a consumirlo.
El nitrógeno se consume avanzando hacia los productos, así que el equilibrio se desplaza a la derecha y se forma más amoníaco.
Numéricamente: al subir [N₂] el denominador de Q crece, Q baja por debajo de Kc, y el sistema avanza hasta volver a igualarlos.
Resultado: Hacia la derecha (se forman más productos)
8
Calentar una reacción exotérmica
Predicción
2 SO₂(g) + O₂(g) ⇌ 2 SO₃(g)
El sistema de síntesis de trióxido de azufre, que es exotérmico (ΔH = −198 kJ/mol), está en equilibrio a 298 K. Se calienta hasta 500 K. Predice hacia dónde se desplazará el equilibrio.
💡 Escribe el calor como una especie más de la ecuación y aplica Le Chatelier sobre ella.
En una reacción exotérmica el calor se puede leer como un PRODUCTO más: reactivos ⇌ productos + calor.
Calentar es como añadir ese producto, así que el sistema se opone consumiéndolo.
El equilibrio se desplaza hacia la izquierda: se descompone parte del SO₃.
Numéricamente, van ’t Hoff con ΔH < 0 hace BAJAR la constante al subir la temperatura, y con un Kc menor el sistema retrocede.
Resultado: Hacia la izquierda (se forman más reactivos)
9
Calentar una reacción endotérmica
Predicción
PCl₅(g) ⇌ PCl₃(g) + Cl₂(g)
El sistema de disociación del pentacloruro de fósforo, que es endotérmico (ΔH = +88 kJ/mol), está en equilibrio a 298 K. Se calienta hasta 500 K. Predice hacia dónde se desplazará el equilibrio.
💡 Compara con el caso anterior: lo único que ha cambiado es si el calor entra o sale.
En una reacción endotérmica el calor se lee como un REACTIVO: reactivos + calor ⇌ productos.
Calentar es como añadir ese reactivo, y el sistema se opone consumiéndolo.
El equilibrio se desplaza hacia la derecha: se disocia más PCl₅.
Es exactamente la respuesta contraria a la del caso 8, y la única diferencia entre los dos es el SIGNO de ΔH.
Resultado: Hacia la derecha (se forman más productos)
10
Comprimir cuando Δn no es cero
Predicción
2 NO₂(g) ⇌ N₂O₄(g)
El equilibrio entre dióxido de nitrógeno y su dímero, 2 NO₂(g) ⇌ N₂O₄(g), está estabilizado. Se reduce el volumen del recipiente a la mitad, manteniendo la temperatura. Predice hacia dónde se desplazará el equilibrio.
💡 Cuenta cuántas moléculas de gas hay a cada lado de la flecha.
Reducir el volumen a la mitad duplica todas las concentraciones y sube la presión.
El sistema se opone a la subida de presión yendo hacia el lado que tiene MENOS moléculas de gas.
Aquí Δn = 1 − 2 = −1: hay 2 moléculas a la izquierda y solo 1 a la derecha.
El equilibrio se desplaza hacia la derecha, y se forma más N₂O₄ (el gas incoloro).
Resultado: Hacia la derecha (se forman más productos)
11
Comprimir cuando Δn es cero
Predicción
CO(g) + H₂O(g) ⇌ CO₂(g) + H₂(g)
El reactor de desplazamiento del gas de agua, CO(g) + H₂O(g) ⇌ CO₂(g) + H₂(g), está en equilibrio. Se reduce el volumen a la mitad, manteniendo la temperatura. Predice hacia dónde se desplazará el equilibrio.
💡 Si el número de moléculas de gas es el mismo a los dos lados, comprimir no rompe nada.
Aquí hay 2 moléculas de gas a cada lado: Δn = 2 − 2 = 0.
Al duplicarse TODAS las concentraciones, el numerador y el denominador de Q se multiplican por lo mismo.
Q no cambia, sigue siendo igual a Kc, y el sistema no tiene ningún motivo para moverse.
La presión no desplaza un equilibrio con Δn = 0. Es la excepción que conviene tener vista antes de un examen.
Resultado: No se desplaza
12
Añadir un catalizador
Predicción
N₂(g) + 3 H₂(g) ⇌ 2 NH₃(g)
El sistema de síntesis de amoníaco está en equilibrio y se le añade un catalizador de hierro. Predice hacia dónde se desplazará el equilibrio.
💡 Pregúntate si el catalizador aparece en la expresión de Kc.
Un catalizador rebaja la energía de activación de la reacción directa y de la inversa EN LA MISMA medida.
Acelera por igual los dos sentidos, así que el equilibrio se alcanza antes, pero no cambia de sitio.
La constante Kc no depende del catalizador: solo depende de la temperatura.
El equilibrio no se desplaza. Lo que cambia es el tiempo que tarda en llegar, y eso es justo por lo que la industria lo usa.
Resultado: No se desplaza
📚Guía de Equilibrio Químico
Principio de Le Chatelier y constante Kc
Tabla de Reacciones del Simulador
Reacción
Ecuación
Kc (≈)
Tipo
Δn
Aplicación
Haber-Bosch
N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃
0,5
Exotérmica
−2
Fertilizantes
Esterificación
Ácido + alcohol ⇌ éster + H₂O
4,0
Exotérmica
0
Aromas, disolventes
PCl₅
PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂
0,04
Endotérmica
+1
Síntesis cloruros
Contacto (SO₃)
2SO₂ + O₂ ⇌ 2SO₃
4,32
Exotérmica
−1
Ácido sulfúrico
NO₂/N₂O₄
2NO₂ ⇌ N₂O₄
170
Exotérmica
−1
Demostraciones de aula
Water-gas shift
CO + H₂O ⇌ CO₂ + H₂
5,0
Exotérmica
0
Producción de H₂
Casos de Uso Reales
Estudiante de química de secundaria
Practica problemas típicos de Le Chatelier: añadir reactivo, cambiar T, calcular Kc. Usa Haber-Bosch o NO₂/N₂O₄ para entender perturbaciones clásicas.
Universitario de ingeniería química
Visualiza por qué la industria de SO₃ trabaja a baja T y alta P, y por qué Haber-Bosch exige compromiso entre cinética (T alta) y termodinámica (T baja).
Profesor de secundaria
Proyecta el simulador en clase y aplica perturbaciones en directo. Permite a los estudiantes ver Q acercarse a Kc tras cada cambio.
Aficionado a la divulgación científica
Entiende cómo el ciclo del nitrógeno industrial (Haber) cambió la agricultura mundial y por qué la presión y la temperatura son palancas críticas.
Preguntas Frecuentes
¿Qué dice exactamente el Principio de Le Chatelier?
Si un sistema en equilibrio se perturba (cambio en concentración, temperatura o presión), el sistema responde desplazando el equilibrio en el sentido que minimiza esa perturbación.
Es una regla cualitativa: predice dirección, no magnitud.
¿Por qué los catalizadores no desplazan el equilibrio?
Un catalizador acelera por igual la reacción directa e inversa, así que se llega antes al equilibrio, pero la posición del equilibrio (las concentraciones finales) no cambia. Kc tampoco cambia.
¿Qué pasa al cambiar la presión si Δn = 0?
Nada: si el número de moles de gas es igual a ambos lados, comprimir o expandir multiplica todas las concentraciones por el mismo factor y Q sigue igual a Kc. Ejemplos del simulador: water-gas shift y esterificación. Ojo con la segunda: al ser TODA líquida se trata como una disolución, así que sus cuatro especies sí entran en Kc — no son «líquidos puros» en el sentido de la pregunta de más abajo.
¿Cómo afecta la temperatura a Kc?
Sí cambia Kc, a diferencia de las demás perturbaciones. La ecuación de van't Hoff lo cuantifica: ln(K₂/K₁) = −ΔH/R · (1/T₂ − 1/T₁). En exotérmicas, subir T baja Kc. En endotérmicas, subir T sube Kc.
¿Cuál es la diferencia entre Q y Kc?
Q es el cociente de reacción calculado con las concentraciones actuales, estén o no en equilibrio. Kc es el valor que toma Q en el equilibrio. Si Q<Kc el sistema avanza a productos; si Q>Kc retrocede a reactivos; si Q=Kc ya está en equilibrio.
¿Por qué los sólidos y líquidos puros no aparecen en Kc?
Su actividad es 1 por convenio: la concentración de un sólido o de un líquido puro no varía aunque la cantidad cambie, porque su densidad es constante. Solo gases y solutos en disolución entran en la expresión de Kc.
Cómo Predecir un Desplazamiento — Paso a Paso
1
Escribe la expresión de Kc
Kc = [productos]^coef / [reactivos]^coef. Excluye sólidos y líquidos puros.
2
Calcula Q con las concentraciones actuales
Sustituye los valores reales en la fórmula. Q tendrá las mismas unidades que Kc.
3
Compara Q con Kc
Q<Kc: faltan productos, avanza a la derecha. Q>Kc: sobran productos, retrocede. Q=Kc: ya está en equilibrio.
4
Identifica la perturbación
Concentración (cambia Q, no Kc), temperatura (cambia Kc), presión/volumen (cambia Q en gases con Δn≠0) o catalizador (no cambia nada del equilibrio).
5
Aplica Le Chatelier para predecir
El sistema se opone al cambio. Si añades A, lo consume. Si calientas una exotérmica, va a reactivos. Si comprimes con Δn<0, va a productos.
Mejores Prácticas
🧪
Equilibra primero
Sin coeficientes correctos, los exponentes en Kc estarán mal y todo el cálculo será incorrecto.
📐
Coeficientes = exponentes
El coeficiente estequiométrico de cada especie es su exponente en la expresión de Kc.
🌡️
Solo T cambia Kc
Memoriza esto: concentración, presión y catalizador NO modifican Kc. Solo la temperatura.
🔢
Calcula Δn antes de presión
Δn = mol gases productos − mol gases reactivos. Si Δn=0, la presión no afecta.
⚖️
Usa el calor como reactivo o producto
En exotérmicas, trata el calor como producto. Subir T = añadir producto = retroceso.
🔍
Verifica con Q vs Kc
Después de cada perturbación, comprueba que el sentido de desplazamiento corresponde a la comparación Q–Kc.
⚠️Errores Frecuentes
Incluir sólidos o líquidos puros en la expresión de Kc.
Confundir Q con Kc al resolver problemas de predicción.
Asumir que añadir un catalizador desplaza el equilibrio (no lo hace).
No usar los coeficientes estequiométricos como exponentes en Kc.
Aplicar el efecto de la presión en reacciones con Δn = 0 (no afecta).
Confundir el efecto de la temperatura en Kc con un simple desplazamiento (T sí cambia el valor de Kc).