Equilibrio quimico

Problemas resueltos de equilibrio químico 1 Cálculo de la composición de equilibrio a partir de la constante El equilibrio de formación del HI tiene una constante Kc= 54,4 a 698 K. En un matraz de 10 L se introducen 0,1 moles de H2 y 0,1 moles de I2. Calcular las concentraciones en el equilibrio H2(g)
[ ]o [ ] reac [ ] e
0,1mol = 0,01M 10L

+

I2(g) ======= 2 HI (g)
0,1mol = 0,01M 10L1) A partir de los cantidades iniciales se calculan las concentraciones iniciales de los reactivos. 2) Suponemos que reacciona una cantidad x de uno de los reactivos y de ahí, por estequiometría se deduce la cantidad de los otros reactivos que reaccionan y la cantidad de productos que se forman 3) Conociendo las cantidades iniciales y las que reaccionan se deducen las concentraciones en elequilibrio 4) Se llevan estas concentraciones a la constante de equilibrio y se calcula x. Conocida x

0
2x [ ]
Forma

x 0,01 -x

x 0,01 - x

2x

Kc =

[2x ] 2 [2x ] 2 = [H 2 ] • [I 2 ] 0,01 − x • [0,01 − x ] [0,01 − x ] 2
=

[HI ] 2

54,4 =

[0,01 − x ]

[2x ]

2 2

;

54,4 =

[0,01 − x ]
x=

[2x ]

2 2

; 7,4 =

[0,01 − x ]

[2x ]

se calculan lasconcentraciones de equilibrio
;

0,074 - 7,4 x = 2x; 0,074 = 9,4x;

0,074 = 7,9.10 −3 M 9,4

H2(g)
[ ] e
0,01 –x= 0,01 7,9.10-3= 2,1.10-3M

+

I2(g) ======= 2 HI (g)
0,01 –x= 0,01 2x=2.7,9.10-3= 0,016M

7,9.10-3= 2,1.10-3M

El mismo ejercicio se podría resolver planteando como incógnita el grado de disociación del H2 de la siguiente manera: H2(g)
[ ]o [ ] reac [ ] e

+

I2(g) ======= 2HI (g)
0,1mol = 0,01M 10L

1) 2)

0,1mol = 0,01M 10L

0 2.0,01α . [ ]
Forma

0,01α.
0,01--0,01α=

0,01α.
0,01--0,01α=

0,02 α.

0,01(1-.α)

0,01(1-.α)
0,02α 2

3) 4)

[HI]2 = 0,02α 2 ; Kc = [H 2 ] • [I2 ] [0,01(1 − α )]2
54,4 =

54,4 = 0,02α

[0,01(1 − α )]2
; α = 0,74

[0,01(1 − α )]

0,02α 2

A partir de los cantidades iniciales se calculan lasconcentraciones iniciales de los reactivos. Suponemos que el grado de disociación del H2 es α . Por tanto la cantidad de H2 que reacciona es 0,01α. A partir de este dato, por estequiometría, se conoce la cantidad de I2 que reacciona y la cantidad de HI que se obtiene Conociendo las cantidades iniciales y las que reaccionan se deducen las concentraciones en el equilibrio Se llevan estas concentraciones a laconstante de equilibrio y se calcula α. Conocida α se calculan las concentraciones de equilibrio

2

; 7,4 =

[0,01(1 − α )]

[

] e

0,01(1-.α)= 2,6.10-3 M

0,01(1-.α)= 2,6.10-3 M

0,02 α= 0,015M.

Importante: Si en un problema no se conoce el volumen del recipiente no se podrá conocer la concentración inicial a partir del nº de moles. En esos casos combiene plantear el problema enmoles ( moles iniciales, moles que reaccionan y moles en el equilibrio) y al llegar a las condicioines de equilibrio se divide entre el volumen V para expresar la concentración de equilibrio

Problemas resueltos de equilibrio químico 2 Cálculo de Kp y/o Kc a partir de datos iniciales y algún dato de equilibrio Al calentar dióxido de nitrógeno en un recipiente cerrado, se descompone según: 2NO2(g) ====== 2 NO (g) + O2(g) Un recipiente contiene inicialmente 0,0189 mol/ L de NO2. Se calienta hasta 327 °C y, una vez alcanzado el equilibrio, la concentración de NO2 es de 0,0146 mol/l. Calcula Kp , Kc y P total en el equilibrio. 2 NO2(g) ======== 2 NO (g) [ ] [ ] rea [ ]e 0,0189 4,3 . 10-3 0,0146 0 4,3 . 10-3 4,3 . 10-3 0,21 + 0 2,15 10-3 [ ] forma
2)

O2(g)

1)

2,15 10-3 0,11
3) 4)Ppe= c.R.T 0,72
Kp =

P 2 ( NO) • P(O 2 ) 0,212. • 0,11 = = 9,3.10−3 P 2 ( NO 2 ) 0,722

Kc= Kp/ (RT)∆n= 9,3.10-3 / (0,082. 600 ) 3-1 = 1,9 .10 - 4 PT= 0,72 + 0,21+0,11 =1,04 atm

A partir de la concentración inicial de NO2 y la concentración en el equilibrio, calculamos la concentración que reacciona de NO2 -3 = 0,0189 – 0,0146= 4,3.10 M Conociendo la concentración de NO2 que...