1. Elige una reacción reversible
Producción industrial de fertilizantes. Δn = 2 − 4 = −2 (mol gas).
2. Concentraciones actuales (mol/L)
3. Aplica una perturbación
4. Visualización del sistema
5. Análisis cuantitativo
Cociente Q vs constante Kc
Nuevo equilibrio predicho
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 | Casi neutra | 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
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.
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.
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 (líquidos puros).
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.
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.
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
Kc = [productos]^coef / [reactivos]^coef. Excluye sólidos y líquidos puros.
Sustituye los valores reales en la fórmula. Q tendrá las mismas unidades que Kc.
Q<Kc: faltan productos, avanza a la derecha. Q>Kc: sobran productos, retrocede. Q=Kc: ya está en equilibrio.
Concentración (cambia Q, no Kc), temperatura (cambia Kc), presión/volumen (cambia Q en gases con Δn≠0) o catalizador (no cambia nada del equilibrio).
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
Sin coeficientes correctos, los exponentes en Kc estarán mal y todo el cálculo será incorrecto.
El coeficiente estequiométrico de cada especie es su exponente en la expresión de Kc.
Memoriza esto: concentración, presión y catalizador NO modifican Kc. Solo la temperatura.
Δn = mol gases productos − mol gases reactivos. Si Δn=0, la presión no afecta.
En exotérmicas, trata el calor como producto. Subir T = añadir producto = retroceso.
Después de cada perturbación, comprueba que el sentido de desplazamiento corresponde a la comparación Q–Kc.
- 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).