Por Lee Johnson, actualizado el 30 de agosto de 2022

¿Qué es el cociente de reacción?

El cociente de reacción, simbolizado como Q , es una medida cuantitativa de las concentraciones relativas de reactivos y productos en una reacción reversible en cualquier instante. Se calcula utilizando el mismo marco estequiométrico que la constante de equilibrio, pero a diferencia de K , se aplica a sistemas que aún no están en equilibrio.

En qué se diferencia Q de la constante de equilibrio (K)

Ambos Q y K comparten una forma matemática común:

Q = {[C]^c [D]^d} / {[A]^a [B]^b}

Sin embargo, K solo es válido cuando las velocidades de reacción directa e inversa son iguales, es decir, el sistema está en equilibrio. Cuando una reacción alcanza el equilibrio, Q automáticamente es igual a K , pero antes de ese punto, Q puede ser cualquier valor, guiándonos hacia la dirección en la que se moverá la reacción.

Calcular Q:La Fórmula

Para una reacción general:

aA + bB <=> cC + dD

El cociente de reacción se calcula como:

Q = ([C]^c [D]^d) / ([A]^a [B]^b)

Puntos clave para recordar:

• Los corchetes indican las actividades de cada especie.
• Para sólidos o líquidos puros, la actividad es 1, por lo que se pueden omitir en la expresión.
• Utilice fracciones molares para disolventes, presiones parciales (o molaridad) para gases y molaridad para solutos.

Ejemplo de cálculo

Considere la reacción en fase gaseosa:

CO(g) + H₂O(g) <=> CO₂(g) + H₂(g)

Dado:

• [CO] =1 millón
• [H₂O] =1M
• [CO₂] =2 millones
• [H₂] =2M
• K =1

Como todos los coeficientes estequiométricos son 1, la ecuación se simplifica a:

Q = ([CO₂][H₂]) / ([CO][H₂O])

Sustituyendo los valores:

Q = (2 × 2) / (1 × 1) = 4

Como Q (4)> K (1), el sistema tiene más productos de los que existirían en equilibrio, lo que indica un desplazamiento hacia los reactivos.

Interpretación de la pregunta

• Q> K :Exceso de productos:la reacción procederá en dirección inversa para consumir productos y formar reactivos.
• Q =K :Se logra el equilibrio:no se produce ningún cambio neto a menos que se aplique una perturbación externa (temperatura, presión, concentración).
• Q :Exceso de reactivos:la reacción avanzará para producir más productos.