ejercicio de equilibrio quimico

Facultad de Ciencias del Mar
Química General . Curso 1º

Problemas resueltos
1. Sabiendo que la constante de equilibrio para la reacción entre el ácido acético y el etanol es 4,
calcular las composiciones del equilibrio cuando se parte de: a) 2 moles de alcohol y 1 mol de
ácido; b) 2 moles de éster, 10 moles de alcohol y 1 mol de agua. Resp. a) 1,155 M acético, 0,155
M etanol, 0,845 Méster y agua.
Solución.
a) El equilibrio correspondiente a la reacción indicada es:
H3C – COOH + C2H5OH  H3C – COO – C2H5 + H2O
Moles iniciales:
1
2
0
0
Moles reaccionan:
-x
-x
+x
+x
Moles equilibrio
1–x
2–x
x
x
Aplicando la expresión de la constante de equilibrio a dicha reacción tendremos:
[H3C - COO - C2H5] [H2O]
x2
x2
= 4
= 2
Kc =
=
x - 3x + 2
(1 - x) (2 - x)
[H C -COOH] [C H OH]
3

2 5

Resolviendo la ecuación de 2º grado que se obtiene, resulta x = 0,845 moles
Como no nos indica el volumen, para poder calcular las composiciones de cada una de las
especies presentes en el equilibrio suponemos que V = 1 L., con lo que tendremos que:
[H3C – COOH] = 1 – x = 1 – 0,845 = 0,155 moles /1 L = 0,155 M
[C2H5OH] = 2 – x = 2 – 0,845 = 1,155 moles/1 L = 1,155 M.[H3C – COO – C2H5] = [H2O] = x = 0,845 moles/1 L = 0,845 M
b) Si ahora partimos de 2 moles de éster, 10 moles de alcohol y 1 mol de agua, es planteamiento
ha de tener en cuenta que ahora el agua y el éster reaccionan para dar alcohol y ácido, es decir, la
reacción se desplazaría hacia la izquierda.
H3C – COOH + C2H5OH  H3C – COO – C2H5 + H2O
Moles iniciales:
0
10
2
1
Moles reaccionan:+x
+x
-x
-x
Moles equilibrio
x
10 + x
2–x
1–x
Volvemos a aplicar la expresión de la constante de equilibrio:
[H3C - COO - C2H5] [H2O]
x2 - 3x + 2
(2 - x) (1 - x)
= 4
Kc =
=
=
x (10 + x)
[H3C - COOH] [C2H5OH]
10 x + x2
De donde resulta que: x = 0,046 moles (suponemos V = 1 L) y tendremos que:
[H3C – COOH] = x = 0,046 = 0,046 moles /1 L = 0,046 M
[C2H5OH] = 10 + x = 10 + 0,046= 10,045 moles/1 L = 10,046 M.
[H3C – COO – C2H5] = 2 – x = 1,954 moles/1 L = 1,954 M
[H2O] = 1 – x = 1 – 0,046 = 0,954 moles/1 L = 0,954 M.
--------- ooo0ooo --------2. A 27ºC y 1 atmósfera, el N2O4 está disociado un 20% en NO2. Determinar: a) el valor de Kp; b) El
porcentaje de disociación de una muestra de 69 g de N2O4 confinado en una vasija de 20 litros, a
27ºC. Resp. a) 0,167 atm; b)21%.
Solución.
a) En el equilíbrio correspondiente a la disociación hemos de tener en cuenta que se disocia en un
20%, por lo cual debemos expresar las concentraciones en función de grado de disociación ():
El equilibrio de disociación es pues:

Facultad de Ciencias del Mar
Química General . Curso 1º
N2O4 (g)  2 NO2 (g)
Moles iniciales;
n0
0
Moles reaccionan:
- n0
2 no
Molesequilíbrio: no – no = no(1 – )
2 no
Como vamos a proceder al cálculo de Kp, haremos uso de la expresión de las presiones parciales
que a su vez vienen dadas en función de las fracciones molares, por lo cual se recomienda
calcular el número todal de moles.
Nº total de moles = nT = no(1 – ) + 2 no = no(1 + )
Las presiones parciales de cada uno de los componentes de la mezcla viene dada por:(1 - )
n (1 - )
PN2O4 =  N2O4 . Ptotal = 0
. Ptotal =
(1 + )
n0(1 + )
2
2 n0
PNO2 =  NO2 . Ptotal =
. Ptotal = (1 + )
n0(1 + )

Sustituyendo en la expresión de Kp :
(PNO2)2
Kp =
PN2O4

2
(1 + )
=

(1 - 
(1 + )

. Ptotal
. Ptotal

2
. Ptotal
=
. Ptotal

4    Ptotal
(1 - )(1 + )

=

4 
. Ptotal
(1 -  2 )

Sustituyendo valores nosqueda:

Kp =

4.(0,2)2
x 1 = 0,167
1 - (0,2)2

b) En este caso partimos de 69 g de N2O4 que ocupan un volumen de 20 L a 27 ºC. Como
conocemos la cantidad inicial, el número de moles es:
n0 =

69 g
= 0,75 moles
92 g/mol

El equilibrio de disociación es:

N2O4 (g)  2 NO2 (g)
Moles iniciales;
n0
0
2 no
Moles reaccionan:
- n0
Moles equilíbrio: no – no = no(1 – )
2 no...