Ejercicio resuelto de Constante de equilibrio Kp · Química · 2025

Calcule la constante de equilibrio $K_c$ de la reacción $\text{H}_2(\text{g}) + \text{I}_2(\text{g}) \rightleftharpoons 2\,\text{HI}(\text{g})$, a una temperatura $T$, sabiendo que al mezclar en un recipiente, a esa temperatura y $V_{\text{tot, eq}} = 1{,}00\ \text{L}$, $1{,}00\ \text{mol}$ de $\text{H}_2(\text{g})$ y $1{,}00\ \text{mol}$ de $\text{I}_2(\text{g})$, una vez alcanzado el equilibrio se ha consumido el $79{,}0\ \%$ de la cantidad inicial de $\text{H}_2(\text{g})$. [2,5 puntos]

$\textbf{Calcule la constante de equilibrio Kc de la reacción H₂(g) + I₂(g) ⇌ 2 HI(g). [2,5 puntos]}$

Se plantea la tabla del equilibrio tomando como avance el hidrógeno consumido, que es el 79,0 % del mol inicial:

$$	$\text{H}_2$	$\text{I}_2$	$\text{HI}$ Inicial (mol)	$1{,}00$	$1{,}00$	$0$ Cambio (mol)	$-0{,}790$	$-0{,}790$	$+1{,}580$ Equilibrio (mol)	$0{,}210$	$0{,}210$	$1{,}580$

Por cada mol de hidrógeno que reacciona se consume otro de yodo y se forman dos de yoduro de hidrógeno, según la estequiometría.

Como el volumen del recipiente es de $1{,}00\ \text{L}$, las concentraciones coinciden numéricamente con las cantidades de sustancia:

$[\text{H}_2]=[\text{I}_2]=0{,}210\ \text{mol}\cdot\text{L}^{-1}\qquad [\text{HI}]=1{,}580\ \text{mol}\cdot\text{L}^{-1}$

$K_c=\frac{[\text{HI}]^{2}}{[\text{H}_2]\,[\text{I}_2]}=\frac{(1{,}580)^{2}}{0{,}210\cdot0{,}210}=\frac{2{,}4964}{0{,}0441}$

$K_c=56{,}6$

La constante de equilibrio vale $56{,}6$, sin unidades. Al ser bastante mayor que 1, el equilibrio está desplazado hacia la formación de yoduro de hidrógeno, lo que concuerda con que se haya consumido casi el 80 % de los reactivos.

Dos comentarios que conviene retener. El primero: en esta reacción $\Delta n_{\text{gas}}=2-2=0$, de modo que $K_p=K_c\,(RT)^{\Delta n}=K_c$ y la constante en presiones vale exactamente lo mismo. El segundo: por esa misma razón el volumen del recipiente no influye en el resultado —se simplifica al aparecer al cuadrado arriba y abajo—, y el equilibrio no se desplaza al comprimir o expandir el sistema.