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Calculadora de tablas ICE y resolución de equilibrios
En resumen: esta calculadora de tablas ICE toma una reacción ajustada, las concentraciones o presiones iniciales y K, y resuelve x con exactitud. Muestra la tabla I, C, E completa, la ecuación, la comprobación del 5 % para el atajo de x pequeña, las cantidades de equilibrio y hacia dónde se desplaza la reacción. Es gratuita y funciona en tu navegador.
Escribe una reacción como N2O4(g) ⇌ 2NO2(g) e introduce las cantidades iniciales y K. Los sólidos y líquidos puros se excluyen de K automáticamente. Puedes trabajar con concentraciones, moles en un volumen o presiones parciales, dar K como Kc o Kp, y cambiar a Hallar K a partir de datos de equilibrio para hacer el cálculo inverso.
Rellena todas las cantidades de equilibrio, o todas las cantidades iniciales más la cantidad de equilibrio de una especie.
Método de la tabla ICE y fórmulas
aA + bB ⇌ cC + dD Kc = [C]^c [D]^d / ([A]^a [B]^b) Kp = Kc (RT)^Δn
I: inicial C: cambio (reactivos −νx, productos +νx) E: equilibrio = I + C
- Ajusta la ecuación y anota la fase de cada especie. Los sólidos (s) y los líquidos puros (l), como el agua disolvente, se excluyen de K.
- Determina el sentido. Calcula Q a partir de las cantidades iniciales. Q < K significa que la reacción avanza en sentido directo; Q > K, que avanza en sentido inverso.
- Rellena la tabla ICE. Cada cambio es el coeficiente estequiométrico por x.
- Sustituye la fila E en K y despeja x. La herramienta resuelve la ecuación completa, que es de segundo grado o un polinomio de grado superior, y se queda con la única raíz que deja todas las cantidades en cero o por encima.
- Comprueba la regla del 5 % si has usado el atajo de despreciar x frente a una cantidad inicial.
Cuándo funciona la aproximación de x pequeña
| Problema | K | x exacta | x aproximada | % del inicial | ¿Vale el atajo? |
|---|---|---|---|---|---|
| Ácido acético 0,10 M | 1.8 × 10⁻⁵ | 1,33 × 10⁻³ M | 1,34 × 10⁻³ M | 1.3% | Sí |
| N₂O₄ 0,0400 M | 4.63 × 10⁻³ | 6,25 × 10⁻³ M | 6,80 × 10⁻³ M | 17% | No |
| PCl₅ 1,00 atm | 1,05 (Kp) | 0,626 atm | 1,02 atm | 102% | No |
Regla rápida: si la concentración inicial ÷ K es mayor que unos 400, x suele ser inferior al 5 %.
Kp y Kc
Δn solo cuenta los gases. Con R = 0,08206 L·atm/(mol·K), Kp va en unidades de atm; con R = 0,08314 L·bar/(mol·K), en unidades de bar. Cuando Δn = 0, como en H₂ + I₂ ⇌ 2HI, Kp = Kc.
Ejemplos resueltos
H₂ + I₂ ⇌ 2HI a 430 °C
H₂ 0,500 M e I₂ 0,500 M, Kc = 54,3.
54,3 = (2x)² / (0,500 − x)². Saca la raíz cuadrada: 2x / (0,500 − x) = 7,369.
x = 0,393 M: [HI] = 0,787 M, [H₂] = [I₂] = 0,107 M
N₂O₄ ⇌ 2NO₂ a 25 °C
N₂O₄ 0,0400 M, Kc = 4,63 × 10⁻³.
4x² + 4,63 × 10⁻³ x − 1,852 × 10⁻⁴ = 0. El atajo da 6,80 × 10⁻³ M, que es el 17 % de 0,0400 M, así que no es válido.
x = 6,25 × 10⁻³ M: [NO₂] = 0,0125 M, [N₂O₄] = 0,0337 M
Ácido débil: ácido acético 0,10 M
Ka = 1,8 × 10⁻⁵. El agua es un líquido y se excluye.
x² / (0,10 − x) = 1,8 × 10⁻⁵. Atajo: x ≈ √(1,8 × 10⁻⁶) = 1,34 × 10⁻³ M (1,3 %, válido).
[H₃O⁺] = 1,33 × 10⁻³ M, pH = 2,88
Descomposición del PCl₅ a 250 °C
P(PCl₅) = 1,00 atm al principio, Kp = 1,05.
x² / (1,00 − x) = 1,05, así que x² + 1,05x − 1,05 = 0.
x = 0,626 atm: P(PCl₅) = 0,374 atm. Kc = 1,05 / (0,08206 × 523,15) = 0,0245
Proceso Haber a 472 °C
N₂ 1,00 M, H₂ 3,00 M, Kc = 0,105.
0,105 = (2x)² / [(1,00 − x)(3,00 − 3x)³]. Es una ecuación de cuarto grado, así que se resuelve numéricamente.
x = 0,353 M: [NH₃] = 0,705 M, [N₂] = 0,647 M, [H₂] = 1,94 M
Hallar K a partir de una cantidad de equilibrio
1,00 mol de H₂ y 1,00 mol de I₂ en 2,00 L dan 1,56 mol de HI en el equilibrio.
[HI] = 0,780 M, así que x = 0,390 M y [H₂] = [I₂] = 0,110 M.
Kc = 0,780² / 0,110² = 50,3
Errores comunes
- Olvidar los coeficientes en la fila C. Para 2HI el cambio es +2x, y el término en K es (2x)², no 2x².
- Incluir sólidos o el agua disolvente en K. CaCO₃(s), CaO(s) y H₂O(l) nunca aparecen en la expresión.
- Usar moles en lugar de concentraciones. Divide primero los moles entre el volumen en litros, salvo que Δn = 0 y los volúmenes se cancelen.
- Saltarse la comprobación del 5 %. El atajo solo funciona con K pequeña. Compara siempre x con la cantidad inicial.
- Elegir la raíz equivocada. Una ecuación de segundo grado da dos raíces. Solo una mantiene todas las cantidades en cero o por encima.
- Δn o unidades incorrectas en Kp = Kc(RT)^Δn. Cuenta solo los gases, usa T en kelvin y el valor de R que corresponda a tu unidad de presión.
- Suponer que la reacción avanza en sentido directo. Si hay productos al principio, calcula primero Q. x puede ser negativa.
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Abrir el editor MolDrawPreguntas frecuentes
¿Cómo se plantea una tabla ICE?
Escribe la ecuación ajustada. Rellena la fila I con las concentraciones o presiones iniciales. En la fila C, cada especie cambia en su coeficiente por x: con signo menos para los reactivos y más para los productos. La fila E es I más C. Sustituye la fila E en la expresión de K y despeja x.
¿Cuándo puedo usar la aproximación de x pequeña?
Solo cuando K es pequeña en comparación con las cantidades iniciales. Resuelve despreciando x y comprueba después que x es menor que el 5 % de cada cantidad inicial de la que se resta. Para ácido acético 0,10 M con Ka = 1,8 × 10⁻⁵, x es el 1,3 % de 0,10 M, así que el atajo es válido. Para N2O4 0,0400 M con Kc = 4,63 × 10⁻³ es el 17 %, así que hay que resolver la ecuación de segundo grado.
¿Por qué los sólidos y los líquidos puros no aparecen en K?
Su actividad es 1 porque su concentración no cambia durante la reacción. Por eso CaCO3(s), CaO(s) y el H2O(l) como disolvente no aparecen en la expresión de K, aunque debe haber algo de sólido presente para que exista el equilibrio.
¿Cómo convierto Kp en Kc?
Usa Kp = Kc(RT)^Δn, donde Δn son los moles de productos gaseosos menos los moles de reactivos gaseosos, R = 0,08206 L·atm/(mol·K) y T está en kelvin. Para N2 + 3H2 ⇌ 2NH3 a 745 K, Δn = −2, así que Kp = 0,105 × (61,15)^−2 = 2,81 × 10⁻⁵.
¿Qué me indica comparar Q y K?
Q es el mismo cociente que K, pero con las cantidades actuales. Si Q es menor que K, la reacción avanza en sentido directo para formar más productos. Si Q es mayor que K, avanza en sentido inverso. Si Q es igual a K, la mezcla ya está en equilibrio.
¿Cómo hallo K a partir de las cantidades en el equilibrio?
Sustituye las concentraciones de equilibrio en la expresión de K. Si solo conoces las cantidades iniciales y una cantidad de equilibrio, usa esa especie para hallar x, completa el resto de la tabla ICE y calcula K. Ejemplo: 1,00 mol de H2 y 1,00 mol de I2 en 2,00 L dan 1,56 mol de HI, así que Kc = 0,780² / 0,110² = 50,3.
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