El equilibrio químico es uno de los temas más importantes de Química de 2º Bachillerato y uno de los que más aparece en los exámenes de Selectividad. Dominar el cálculo de Kc y Kp y saber resolver ejercicios de equilibrio químico con la tabla ICE es imprescindible para superar la PAU con buena nota. En este artículo encontrarás los conceptos clave explicados con claridad y tres ejercicios de equilibrio químico resueltos paso a paso con el nivel real de Selectividad.
Conceptos previos: qué son Kc y Kp
Cuando una reacción química reversible alcanza el equilibrio químico, las concentraciones de reactivos y productos permanecen constantes. En ese momento podemos definir dos constantes de equilibrio:
Kc es la constante de equilibrio expresada en concentraciones molares (mol/L). Para una reacción general: aA + bB ⇌ cC + dD
Kp es la constante de equilibrio expresada en presiones parciales de los gases. Se relaciona con Kc mediante:
donde R = 0,082 atm·L/mol·K, T es la temperatura en Kelvin y Δn es la diferencia entre los moles de gas en productos y reactivos.
Puntos clave que debes recordar siempre:
- Los sólidos y líquidos puros no aparecen en la expresión de Kc ni Kp.
- Si Kc >> 1 el equilibrio está desplazado hacia los productos.
- Si Kc << 1 el equilibrio está desplazado hacia los reactivos.
- Kc y Kp solo dependen de la temperatura, no de las concentraciones iniciales.
Ejercicio 1 — Cálculo de Kc a partir de concentraciones de equilibrio
📝 Enunciado
Para la reacción: N₂(g) + 3H₂(g) ⇌ 2NH₃(g), en el equilibrio las concentraciones son: [N₂] = 0,50 M, [H₂] = 0,30 M y [NH₃] = 0,20 M. Calcula Kc.
✅ Solución:
Escribimos la expresión de Kc para esta reacción:
Sustituimos los valores de equilibrio:
Kc = (0,20)² / (0,50) · (0,30)³
Como Kc es del orden de la unidad, el equilibrio no está claramente desplazado ni hacia reactivos ni hacia productos.
Ejercicio 2 — Cálculo de Kp y relación con Kc
📝 Enunciado
Para la reacción: 2SO₂(g) + O₂(g) ⇌ 2SO₃(g), la constante Kc = 280 a 700 K. Calcula Kp a esa temperatura.
✅ Solución:
Calculamos Δn (moles de gas en productos menos moles de gas en reactivos):
Aplicamos la fórmula de relación entre Kp y Kc:
Kp = Kc · (RT)^Δn
Como Δn es negativo, Kp < Kc, lo que significa que la presión favorece la formación de productos en esta reacción.
Ejercicio 3 — Cálculo de concentraciones en el equilibrio (tabla ICE)
📝 Enunciado
Se introducen 1,0 mol de H₂ y 1,0 mol de I₂ en un recipiente de 1 L a 490°C. La constante Kc = 46 para la reacción: H₂(g) + I₂(g) ⇌ 2HI(g). Calcula las concentraciones en el equilibrio.
✅ Solución mediante tabla ICE (Inicial, Cambio, Equilibrio):
| H₂ | I₂ | 2HI | |
|---|---|---|---|
| Inicial (M) | 1,0 | 1,0 | 0 |
| Cambio | −x | −x | +2x |
| Equilibrio | 1,0−x | 1,0−x | 2x |
Escribimos la expresión de Kc y sustituimos:
Kc = [HI]² / [H₂]·[I₂] = (2x)² / (1−x)² = 46
Tomamos raíz cuadrada en ambos lados:
2x / (1−x) = √46 = 6,78
Concentraciones en el equilibrio:
[H₂] = [I₂] = 1,0 − 0,772 = 0,228 M
Comprobación: Kc = (1,544)² / (0,228)² = 2,384 / 0,052 ≈ 46 ✅
🎯 Lo que debes saber para Selectividad
- Expresión de Kc y Kp: saber escribirlas correctamente para cualquier reacción, recordando que sólidos y líquidos puros no se incluyen.
- Relación Kp = Kc·(RT)^Δn: calcular Δn correctamente es el error más frecuente. Cuenta solo los moles de gas.
- Tabla ICE: es el método más sistemático para resolver ejercicios de equilibrio con concentraciones iniciales. Practica hasta hacerlo de forma automática.
- Principio de Le Chatelier: siempre aparece junto al equilibrio. Saber predecir el desplazamiento ante cambios de temperatura, presión y concentración.
- Grado de disociación: relacionar x con el grado de disociación α es habitual en los enunciados de Selectividad.
Conclusión
Los ejercicios de equilibrio químico en Selectividad siguen siempre el mismo patrón: escribir la expresión de Kc o Kp, plantear la tabla ICE con las concentraciones iniciales y de equilibrio, y resolver la ecuación resultante. Con los tres ejercicios de este artículo tienes cubiertos los tipos más frecuentes de la PAU.
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