Constante De Equilibrio

OProblemas resueltos de equilibrio quIMICO

16 de marzo de 2011

1. La constante de equilibrio, Kc , de la reacci´n:
o

H2 (g ) + CO2 (g )

H2 O(g ) + CO(g )

es 4,2 a 1650o C. Para iniciarla se inyectan 0,80 moles de H2 y 0,80 moles de CO2
en un recipiente de 5,0 l.
a ) Calcule la concentraci´n de cada sustancia en el equilibrio.
o
b ) ¿Tendr´ distinto valor Kp de Kc ?.
a
a)H2(g)

moles/l iniciales

+

CO2(g)

0,80
5

moles/l equilibrio 0, 16 − x

H2 O(g) + CO(g)

0,80
5

0, 16 − x

x

x

donde x es el n´mero de moles/l de H2 que reaccionan. En el equilibrio debe de cumplirse:
u
Kc =

[H2 O][CO]
x·x
=
= 4, 2 ; x = 0, 11 M
[H2 ][CO2 ]
(0, 16 − x)(0, 16 − x)

Por lo que:
[H2 O] = [CO] = 0, 11 M ; [H2 ] = [CO2 ] = 0, 16 − 0, 11 = 0, 05M
b) En este caso Kp = Kc , ya que:
o

Kp = (RT )∆n

moles

· Kc

y ∆no moles = no moles del 2o miembro – no moles del 1er miembro = 0
2. Un recipiente de 306 ml contiene a 35o C una mezcla en equilibrio de 0,384 g de
NO2 y 1,653 g de N2 O4 . Determinar:
a) La presi´n en el recipiente y la densidad de la mezcla.
o

2
b) El valor de Kc y Kp para la reacci´n N2 O4(g)
o

2NO2(g).

Datos: R=0,082 atm litro mol− 1 K− 1; Masas at´micas N=14; O=16.
o
La reacci´n en equilibrio que tiene lugar es:
o
N2 O4(g)

2N O2(g)

En el momento de equilibrio las concentraciones de N O2 y N2 O4 son respectivamente 0,027 M
y 0,058 M.
a) A partir de la ecuaci´n de los gases perfectos, podemos obtener la presi´n, ya que conocemos
o
o
el n´mero de moles y en las condiciones enque se encuentran. La presi´n ser´ 2,172 atm. Al
u
o
a
ser la densidad=masa/volumen, la densidad de la mezcla ser´ 6,65 g/l.
a
b) Al ser:
Kc =

[N O 2 ]2
[N2 O4 ]

sustituyendo las concentraciones molares de ambos, resulta Kc = 0, 0127. Al ser Kp = Kc ·
(RT )∆n

o

moles

y ∆no moles = 1, el valor de Kp ser´ 0,3201.
a

3. Para la reacci´n 2 ICl(g)
o

I2(g) + Cl2(g) a ciertatemperatura, el valor de Kc es 0,11.

Las concentraciones iniciales en mol l−1 para el ICl, I2 y Cl2 valen 0,20; 0,00 y 0,00,
respectivamente. Parte del ICl se descompone y el sistema alcanza el equilibrio.
¿Cu´l es la concentraci´n de cada especie en el equilibrio?
a
o
El equilibrio que tiene lugar:

2ICl(g)
inicial

I2(g) + Cl2(g)

0, 20

0, 00
x

equilibrio 0, 20 − 2x

Kc= 0, 11 =

0, 00
x

x·x
[I2 ] [Cl2 ]
=
2
[ICl]
(0, 20 − 2x)2

resolviendo : x = 0, 04mol/l.

Las concentraciones en el equilibrio ser´n, por tanto:
a
[ICl] = 0, 2 − 2x = 0, 12 M
[I2 ] = x = 0, 04 M
[H2 ] = x = 0, 04 M
4. Si tenemos el equilibrio:
CO2(g) + H2(g)

CO + H2 O(g) + Q Kcal

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a ) ¿Qu´ podemos hacer para que el equilibrio se desplace hacia la derecha o hacia
ela izquierda?
b ) ¿Qu´ relaci´n existe en este equilibrio entre las constantes Kc y Kp ?
e
o
(a) Para lograr que el equilibrio se desplace hacia la derecha o hacia la izquierda hay que variar
la temperatura o la composici´n de la mezcla de gases. Una variaci´n de presi´n no altera
o
o
o
el equilibrio, ya que el volumen ocupado en ambos miembros es igual. Si se desea desplazar
elequilibrio hacia la derecha puede hacerse retirando el CO(g) o el H2 O(g) formados o bien
aumentando la concentraci´n de CO2(g) o H2(g) o disminuyendo la temperatura de la mezcla
o
gaseosa. Si se desea desplazar el equilibrio hacia la izquierda puede hacerse aumentando las
concentraciones de CO(g) y de H2 O(g) o disminuyendo la temperatura de la mezcla de gases.
(b) En todo equilibrio se cumple que:Kp = Kc · (RT )∆n
donde:
Kp

= constante de equilibrio en f uncion de las presiones parciales
´

Kc

= constante de equilibrio en f uncion de las concentraciones
´

R

= constante universal de los gases

T

= temperatura en grados absolutos

∆n = variacion del no de moles en ambos miembros del equilibrio
´
En este equilibrio: ∆n = n2 − n1 = 2 − 2 = 0 , por lo que
Kp = Kc...