Ejercicios de equilibrio quimico

ios de equilibrio quimEjercicios de Equilibrio Químico (Profesor: Mauricio Lozano) Equilibrio Químico

1) Al calentar a 600ºC SO3 se obtiene una mezcla en equilibrio que contiene por litro: 0,0106 moles de SO2 y 0’0016 moles de O2. Calcular las constantes Kc y Kp correspondientes al equilibrio de disolución a esa temperatura. Hallar la presión total de la mezcla si el volumen del recipientefuese de 5 L. Si se comprime la mezcla, ¿hacia donde se desplazará el equilibrio?. NOTA: ajuste la reacción del equilibrio utilizando coeficientes enteros

la Kc será:

Como

n = 3 - 1 = 1, nos queda

Moles en el equilibrio: SO3 = 0,0106 moles/L x 5 L = 0,053 moles SO2 = 0,032 moles/L x 5 L = 0,016 moles O2 = 0,0016 moles/L x 5 L = 0,008 moles En total: 0,077 moles

Al comprimir, la presiónen el recipiente aumenta (Ley de Boyle). En virtud del principio de Le Chatelier, el equilibrio reaccionará de modo que se compense el aumento de presión desplazándose en el sentido en el que se produzcan menor número de moles. Este es hacia la izquierda.

2) Para el equilibrio H2(g) + CO2(g) H2O(g) + CO(g) la Kc = 4.4 a 2000 ºK. Si se introducen en un reactor con una capacidad de 1,0 Lsimultáneamente 1 mol H2, 1 mol CO2 y 2 mol de H2O, determine: a) Las concentraciones de productos y reactivos en el equilibrio b) La Kp c) Las presiones Parciales

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Solución: Teniendo en cuenta la reacción: H2(g) + CO2(g) Inicio: 1 mol 1 mol -x ----1–x H2O(g) + CO(g) 2 mol ----+x 2+x --------+x + x = 4 mol

Reacción: - x Formación:----Equilibrio: 1 – x

Entonces Kc = 4.4 = (2 + x)(x)/(1 – x)2, ............(1) por lo tanto; (4.4)(1 – 2x + x2) = 2x + x2 ; 4.4x2 – x2 – 8.8x – 2x + 4.4 = 0 ; 3.4x2 – 10.8x + 4.4 = 0 ....................(2) utilizando la fórmula para resolver la ecuación (2)

por lo tanto, x1 = 2.5789 y x2 = 0.4799 sustituyendo x2 en la ecuación (1) verificamos que Kc = 4.4 b) Sabiendo que ∆n = 0; por lo tanto Kc= Kp = 4.4 c) Utilizando la ecuación PV = nRT determinamos el valor de la presión total del sistema: P = [(4mol)(0.082 atm x L/mol x ºK)(2000 ºK)]/1,0 L = 656 atm Determinamos las concentraciones y presiones parciales en el equilibrio:
Gas H2 CO2 H2O ni (mol) 0.52 0.52 2.4799 [C] = n1/V (mol/lt) 0.52 0.52 2.4799 x1 = n1/nt 0.13 0.13 0.619975 Pi = xiPT (atm) 85.28 85.28 406.7036

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CO2 0.4799 0.4799 0.119975 78.7036

2) En un recipiente de 10 litros se introducen 0,61 moles de CO2 y 0,39 moles de H2 y se calienta a 1250ºC. Una vez alcanzado el equilibrio de la reacción:

Se analiza la mezcla de gases resultante encontrándose que hay 0,35 moles de CO2. Calcule los moles de los otros gases en el equilibrio, las presionesparciales de cada uno de los gases y los valores de Kc y Kp a dicha temperatura. Solución:

Inic. Reac.

0,61 x

0,39 x x x

Equil. 0,61 - x 0,39 – x Sabemos que 0,61 – x = 0,35

x = 0,26 moles son los que reaccionan.

Composición en el equilibrio: CO2 : 0,35 moles. H2 : 0,13 moles CO : 0,26 moles H2O : 0,26 moles Moles totales en el equilibrio: MT = 0,35 + 0,13 + 0,26 + 0,26 = 1

ComoPp = XM . PT PpCO2 = 0,35 x 12,5 = 4,375 atm. PpH2 = 0,13 x 12,5 = 1,625 atm. PpCO = PpH2O = 0,26 x 12,5 = 3,25 atm.

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Como ∆ n = 0 y Kp = Kc (RT)∆n ⇒ Kp = Kc , luego Kc = 1,48.

3) A 200ºC y a 1 atmósfera de presión el pentacloruro de fósforo se disocia dando cloro y tricloruro de fósforo en un 48%. Calcular el grado de disociacióna la misma temperatura de 200ºC pero a una presión de 10 atmósferas. Justifique el resultado obtenido. (En las condiciones del texto del problema todos los componentes son gaseosos)

Solución:

Moles totales en el equilibrio no(1-a ) + noa + noa = no( 1 + a ) Fracción molar de PCl5 :

Fracción molar de PCl3 = Cl2 =

+

Presión parcial de PCl5 = 0,347 x 1 = 0,347 atm. Presión parcial...