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14.2  CÁLCULO DE LA CONSTANTE DE EQUILIBRIO DE UNA REACCIÓN

 

415

Para balancear una reacción de reducción-oxidación, primero debe balancearse cada semi-

reacción. Debe haber una ganancia neta o una pérdida neta de cero electrones en la reac-

ción total, y así, el segundo paso es la multiplicación de una de las semirreacciones, o de 

ambas, por uno o más factores adecuados, de modo que cuando se sumen, los electrones 

se cancelen. El paso final es la suma de las semirreacciones. Repasar los procedimientos 

en el sitio de red de Wiley para este texto.

14.2   Cálculo de la constante de equilibrio

de una reacción. Es necesario para calcular

los potenciales del punto de equivalencia

Antes de explicar las curvas de titulación redox, basadas en los potenciales de reducción-

oxidación, es necesario aprender a calcular las constantes de equilibrio para las reacciones 

redox a partir de los potenciales de semirreacción. Se usa la constante de equilibrio de la 

reacción para calcular las concentraciones de equilibrio en el punto de equivalencia con 

objeto de calcular el potencial del punto de equivalencia. Recuérdese del capítulo 12 que, 

como el voltaje de la celda es cero en una reacción al equilibrio, la diferencia entre los 

dos potenciales de semirreacción es cero (o los dos potenciales son iguales), por lo que se 

pueden igualar las reacciones de Nernst para las semirreacciones. Cuando se combinan las 

ecuaciones, el término logarítmico es el de la expresión de la constante de equilibrio para 

la reacción (véase la ecuación 12.20), y se puede calcular un valor numérico para la cons-

tante de equilibrio. Ésta es una consecuencia de la relación entre la energía libre y la 

constante de equilibrio de una reacción. Recuérdese, por la ecuación 6.10, que 

G   

RT ln K. Puesto que G  nFE

0

 para la reacción, entonces

 

RT ln K  nFE

0

 (14.1)

E

0

 

RT



nF  

ln K

Para una reacción espontánea, 

G° es negativa y E

0

 positiva.

En el punto de equivalencia se 

tienen concentraciones descono-

cidas que se deben calcular a 

partir de K

eq

. Esto se calcula 

igualando las dos ecuaciones de 

Nernst, combinando los térmi-

nos de concentración para dar 

K

eq

 y luego despejando K

eq

 de 

E

0

.

Ejemplo 14.1

Calcular el potencial en una solución (contra electrodo estándar de hidrógeno) cuando 5.0 

mL de una solución 0.10 M de Ce

4



 se agregan a 5.0 mL de una solución 0.30 M de Fe

2



usando la semirreacción del cerio. Comparar con el ejemplo 12.4.

Solución

Esto es lo mismo que en el ejemplo 12.4, donde se usó la semirreacción de hierro para 

calcular el potencial, dado que se conocían tanto [Fe

2



] como [Fe

3



]. Se comienza con 

0.30 

 5.0  1.5 mmol Fe

2



 y se agregan 0.10 

 5.0  0.50 mmol Ce

4



. Así pues, se 

forman 0.50 mmol de Fe

3



 y de Ce

3



, quedando 1.0 mmol de Fe

2



:

 Fe

2



 

 Ce

4



 

É Fe

3



 

 Ce

3



 1.0 

x 

x 0.50 

x  0.50  x

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