Comprobar si una mezcla de gases se encuentra en equilibrio

7.    La      para  la  reacción:   ,  a  400 ⁰C,  es  . Un recipiente de 2,00 L contiene, a 25 ⁰C, 0,0100 moles de nitrógeno, 0,0200 moles de hidrógeno y 0,0300 moles de amoníaco. Al calentarlo hasta 400 ⁰C, ¿estará la mezcla en equilibrio? En el caso de no estarlo, ¿en qué sentido se desplazará? Razona las respuestas.

Lo primero que vamos a hacer es calcular las presiones parciales de cada componente de la mezcla. Para eso utilizamos la ley de los gases ideales:

Es importante acordarse de pasar a temperatura a Kelvin. Ahora, con las presiones parciales anteriormente calculadas vamos a hallar el cociente de reacción. Recordamos que se calcula igual que la constante de equilibrio de presiones, K_p, la única diferencia es que en este caso se calcula con presiones parciales que pueden no estar en equilibrio. Por lo tanto, será igual al producto de la presión parcial de productos elevados a sus coeficientes estequiométricos entre el producto de las presiones parciales de los reactivos también elevadas a sus coeficientes estequiométricos:

Comparando el valor de este cociente de reacción con el valor de K_p comprobamos si la mezcla de gases está o no en equilibrio. Como  la mezcla no está en equilibrio y la reacción evolucionará de manera que se alcance este. Para ello tendrá que aumentar el denominador y disminuir el numerador del cociente para obtener un valor más pequeño e igualarse así con la constante de equilibrio. Para que eso suceda la reacción tendrá que desplazarse hacia la izquierda.