problemas de quilibrio quimico

Problemas sobre Equilibrio Químico
Problema Nº 01
Se ha propuesto un nuevo proceso para la fabricación de acetileno. El proceso implicará la deshidrogenación del etano en un catalizador adecuado (aún no se ha encontrado). Etano puro se alimenta a un reactor y se retira una mezcla de acetileno, hidrógeno y etano que no ha reaccionado. El reactor funcionará a 101,3 KPa total y las presiones acierta temperatura sin especificar todavía T.
La reacción es:


Puede suponerse que la única reacción que ocurre en el reactor propuesto. Los siguientes datos sobre los calores de formación de etano y acetileno están disponibles.


(Kj/mol)

(Kj/mol)
Etano
-32.908
-84.724
Acetileno
209.340
226.899

La norma de estos materiales, se toman como componentes puros a 298 K ya una presiónde 101,3 Kpa. Los siguientes datos sobre las entropías absolutas de los hidrocarburos un K 298 están disponibles.

Entropía
(J/mol. K)
Etano
229.65
Acetileno
200.95
a) ¿Cuál es el estándar de cambio de energía libre de Gibbs a 25 ° C para la reacción tal como está escrito?
b) ¿Cuál es el cambio de entalpía estándar a 25 ° C para la reacción tal como está escrito?
c) ¿Cuál es la entropíaabsoluta de hidrógeno gaseoso a 25 ° C y una presión de 101,3 Kpa? Utilice sólo los datos anteriores en la evaluación de esta cantidad.
d) ¿Cuál es la constante de equilibrio para la reacción a 25 ° C?
e) El cambio de entalpia estándar se puede suponer que es esencialmente independiente de la temperatura, ¿cuál es la constante de equilibrio para la reacción a 827 ° C?
f) Si el suministro deetano puro a 827 ° C y una presión de 101,3 Kpa al reactor descrito anteriormente y si el equilibrio con respecto a la reacción.


Se obtiene, ¿cuál es la composición de la mezcla de efluentes? El reactor puede suponer para operar isotérmicamente a 101,3 Kpa presiones total, negligencia cualquier otra reacción que pueden ocurrir.
SOLUCIÓN:
a) ¿Cuál es el estándar de cambio de energía libre deGibbs a 25 ° C para la reacción tal como está escrito?

Utilizando la Ecuación:

Entonces:


b) ¿Cuál es el cambio de entalpía estándar a 25 ° C para la reacción tal como está escrito?
Utilizando la Ecuación:


Entonces:


c) ¿Cuál es la entropía absoluta de hidrógeno gaseoso a 25 ° C y una presión de 101,3 Kpa? Utilice sólo los datos anteriores en la evaluación de esta cantidad.Utilizando la ecuación:

Entonces:

Pero:

Entonces calculamos:

Y

d) ¿Cuál es la constante de equilibrio para la reacción a 25 ° C?

Utilizando la ecuación:

Entonces:

e) El cambio de entalpia estándar se puede suponer que es esencialmente independiente de la temperatura, ¿cuál es la constante de equilibrio para la reacción a 827 ° C?
Utilizando la ecuación:

A 827 ºC= 1100 K:O

f) Si el suministro de etano puro a 827 ° C y una presión de 101,3 Kpa al reactor descrito anteriormente y si el equilibrio con respecto a la reacción.
Las condiciones del reactor, los gases se comportaran como ideal. La constante de equilibrio entonces:

Utilizando la ecuación:

Entonces:

Tomando como base 100 moles; elaboramos una tabla:

Componentes
Entrada
Salida
C2H6
100100 -
C2H2
0

H2
0
3
Total
100
100 + 3

Según la tabla, hallamos :


O:


Analizamos la ecuación, y deducimos que debe estar:

Entonces el resultado es:


Reemplazamos los datos en la tabla anterior:

Componentes
Numero de moles
Moles (%)
C2H6
91.04
77.2
C2H2
8.96
7.6
H2
17.92
15.2
Total
117.92
100.00

Problemas Nº 02
A 25 ° C la norma cambio energíalibre de Gibbs para la reacción.

Es -70,04 kJ / mol cuando la norma establece, se toman como componentes puros a 101,3 Kpa y 25 ° C. A 227 ° C y una presión del sistema total de 1,103 Kpa, la composición de equilibrio después se determinó experimentalmente.
Componente
Porcentaje en Mol
O2
0.10
SO2
0.12
SO3
78.18
Helio
21.60

a) ¿Cuál es la constante de equilibrio para la reacción a...