Velocidad de reacción y equilibrio químico

Dos preguntas distintas sobre una reacción: qué tan rápido ocurre y hasta dónde llega. La primera es cinética y la segunda es equilibrio; el examen las junta porque ambas dependen de las colisiones entre moléculas y de las condiciones del medio.

Qué debes dominar

• Teoría de colisiones: una reacción requiere choques con orientación adecuada y energía igual o mayor que la energía de activación.
• Factores de la velocidad: concentración, temperatura, superficie de contacto y catalizador (baja la energía de activación sin consumirse).
• Ley de velocidad: v = k[A]ⁿ. Si la reacción es de segundo orden en A, duplicar [A] cuadruplica la velocidad.
• Equilibrio dinámico: las reacciones directa e inversa avanzan con la misma velocidad, de modo que las concentraciones se mantienen constantes, no necesariamente iguales.
• Constante Kc: productos sobre reactivos, cada concentración elevada a su coeficiente. Para N₂O₄ ⇌ 2 NO₂, con [NO₂] = 0.2 M y [N₂O₄] = 0.1 M, Kc = 0.2²/0.1 = 0.4. Los sólidos y líquidos puros no aparecen.
• Principio de Le Chatelier: si se perturba el equilibrio, el sistema se desplaza para contrarrestar el cambio; el aumento de presión favorece el lado con menos moles de gas, y el calentamiento favorece el sentido endotérmico.

Cómo practicarlo

Se pide escribir la expresión de Kc, calcularla con concentraciones dadas o predecir hacia dónde se desplaza el equilibrio ante un cambio. En cinética se pregunta qué condición acelera más la reacción o cómo cambia la velocidad con la concentración.

Errores comunes

• Pensar que un catalizador modifica el valor de Kc o desplaza el equilibrio: solo acelera que se alcance.
• Invertir productos y reactivos en Kc.
• Creer que equilibrio significa que las concentraciones son iguales o que la reacción se detuvo.