Determinación de las concentraciones al equilibrio en una reacción química

Abstract

En este trabajo se discute el problema de calcular las concentraciones en el equilibrio químico cuando aparecen ecuaciones polinomiales de grado mayor que dos, lo cual depende de los valores de los coeficientes estequiométricos, así como del número de reactivos y productos de la reacción química en cuestión. A pesar de ser un caso frecuente, el problema no se trata en los libros de texto de química o fisicoquímica básica debido a que es necesario resolver las ecuaciones numéricamente. Se proporcionan programas para los métodos de bisección, Newton-Raphson y secante, que pueden ser utilizados de forma sencilla en reacciones de hasta siete reactivos y siete productos. Con el propósito de evitar el uso de los códigos como cajas negras, se explican con detalle los tres métodos iterativos, de tal manera que para estudiantes de matemáticas, este problema es una aplicación tomada de la fisicoqu\'imica, y para estudiantes de física, química e ingeniería, es una aproximación didáctica a los métodos matemáticos para el tratamiento de ecuaciones. Este ejemplo puede ser utilizado en cursos de métodos numéricos. Finalmente, se ilustra y compara el desempeño de los tres métodos utilizando como ejemplo el proceso de Haber$-$Bosch. Es importante mencionar que para utilizar los códigos, no hay necesidad de hacer ninguna instalación en la computadora.