Secundaria ¿Tienen unidades las constantes de equilibrio?

[arivasm]

Tras una primera lectura de una buena parte de la tesis de Juan Quílez (que he enlazado en otro hilo) he buscado más trabajos de este autor, y he encontrado otro que creo que también es muuuy interesante: ¿tienen unidades las constantes de equilibrio? En él se aborda una cuestión tan importante desde el punto de vista didáctico como es éste, ¿qué es lo correcto, escribir $K_p=\notcien{1,1}{-5}$ o bien $K_p=\notcien{1,1}{-5}\ ({\rm atm})^{-2}$? ¿O quizá hay que añadir algo más?

Aunque el artículo ha sido publicado en diversas revistas, enlazo éste de Anales de Química, aunque sólo sea porque al estar en español es más fácil de seguir. Seguro que os interesará: https://www.researchgate.net/profile...blication_list

[IsaacDL]

Re: ¿Tienen unidades las constantes de equilibrio?

La definición correcta de la constante de equilibrio se realizaría con actividades. Como las actividades son adimensionales, yo consideraría la constante adimensional.
No obstante en mi caso y creo que el de muchos otros, en el instituto y en la carrera (excepto en Química), se usaban concentraciones y no actividades.
Aún utilizando concentraciones, considerábamos las constantes adimensionales cuando estas no lo son , creo yo por un tema de comodidad más que de ignorancia.

[arivasm]

Re: ¿Tienen unidades las constantes de equilibrio?

¿Es correcto escribir $\Delta G^0 = -RT \ln K_p?$ o ¿$\Delta G^0 = -RT \ln K_c$? ¿No importan las unidades utilizadas en uno u otro caso?

[IsaacDL]

Re: ¿Tienen unidades las constantes de equilibrio?

Ninguna de ellas, se usaría la constante K con actividades, siendo la energía libre estándar de Gibbs julios por mol.

[arivasm]

Re: ¿Tienen unidades las constantes de equilibrio?

Cierto. Pero cómo se aproxima el uso de actividades si se trata de manejar presiones parciales o concentraciones?

Obviamente, el artículo da respuesta a estas cuestiones. Por otra parte, la intención del hilo no es el concepto, sino la didáctica. En los textos de 2º de bachillerato aparecen con frecuencia las expresiones anteriores, particularmente $\Delta G^0 = -RT \ln K_p$ que ni siquiera es dimensionalmente correcta.

[IsaacDL]

Re: ¿Tienen unidades las constantes de equilibrio?

Para disoluciones definimos la actividad de cierta sustancia B como $a=\frac{[c]}{c^0}$ donde el numerador representa la concentración efectiva de la sustancia B en el sistema y el denominador la concentración efectiva de la substancia B en su estado de referencia estándar. Para disoluciones ideales, este estado de referencia estándar es igual a 1. Para presiones, se hace de forma análoga.


Y tienes razón, el tratamiento dimensional que se hace en algunos libros de bachiller es incorrecto. En mi opinión, se debe a que un chaval de 1º de bachillerato le es más familiar el concepto de concentraciones que el concepto de actividades.

[arivasm]

Re: ¿Tienen unidades las constantes de equilibrio?

La mejor salida sería usar las cosas como son: Kp y Kc con unidades. La relación $\Delta G^0=-RT\ln K$ con la K (que es adimensional) referida a los mismos estados que la $\Delta G^0$. Es decir, como para gases se trata de p=1 atm K será el mismo número (pero no las mismas unidades) que Kp si se emplean atmósferas. Del mismo modo, en disoluciones como la referencia son concentraciones 1 M para solutos y la substancia pura para los disolventes o sólidos (en el caso de las substancias insolubles), K será prácticamente lo mismo que Kc si se emplean concentraciones molares.

En mi opinión, el problema didáctico no está en eludir las actividades, sino en no manejar adecuadamente los conceptos. Por eso sí deberíamos ponerle unidades a las Kp y Kc e introducir la K cuando se tratase de relacionarlas con la energía libre.

Al no hacerlo así se construyen "recetas" en la mente de los alumnos que en realidad no ayudan a nada (el agua no hay que ponerla en las constantes de acidez, la sal insoluble no hay que ponerla en el producto de solubilidad, bla, bla, bla). Cuando llegamos a ser profesores seguimos repitiendo esas mismas recetas como loros, sin darnos cuenta de que en realidad no hemos entendido nada (y eso los alumnos lo padecen, a su vez, no entendiendo nada).

[The Higgs Particle]

Re: ¿Tienen unidades las constantes de equilibrio?

En mi opinión, el problema didáctico no está en eludir las actividades, sino en no manejar adecuadamente los conceptos. Por eso sí deberíamos ponerle unidades a las Kp y Kc e introducir la K cuando se tratase de relacionarlas con la energía libre.

Al no hacerlo así se construyen "recetas" en la mente de los alumnos que en realidad no ayudan a nada (el agua no hay que ponerla en las constantes de acidez, la sal insoluble no hay que ponerla en el producto de solubilidad, bla, bla, bla). Cuando llegamos a ser profesores seguimos repitiendo esas mismas recetas como loros, sin darnos cuenta de que en realidad no hemos entendido nada (y eso los alumnos lo padecen, a su vez, no entendiendo nada)

Chapeau, Arivasm!