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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.

Respuesta rápida: H₂ 0,500 M e I₂ 0,500 M a 430 °C con Kc = 54,3: 54,3 = (2x)² / (0,500 − x)², así que x = 0,393 M. En el equilibrio, [HI] = 0,787 M y [H₂] = [I₂] = 0,107 M.

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
  1. 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.
  2. 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.
  3. Rellena la tabla ICE. Cada cambio es el coeficiente estequiométrico por x.
  4. 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.
  5. 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

ProblemaKx exactax aproximada% del inicial¿Vale el atajo?
Ácido acético 0,10 M1.8 × 10⁻⁵1,33 × 10⁻³ M1,34 × 10⁻³ M1.3%Sí
N₂O₄ 0,0400 M4.63 × 10⁻³6,25 × 10⁻³ M6,80 × 10⁻³ M17%No
PCl₅ 1,00 atm1,05 (Kp)0,626 atm1,02 atm102%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

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Preguntas 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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