Problemas Tema15 El Equilibrio Quimico

Tema 15. Problemas de equilibrio químico
Problema 1
Para la reacción CO2 (g) + H2 (g) ⇔ CO (g) + H2O (g), a 1573 K, el 63% de una
mezcla equimolecular de CO2 y H2 alalcanzar el equilibrio se convierte en CO y
H2O. Calcular Kp y ∆Go a dicha temperatura. Calcule ∆Ho y ∆So supuestas
constantes en este intervalo de temperaturas
CO2 (g) H2 (g)CO (g) H2O (g)
∆Gfo a 25ºC (kcal mol-1) -94,7

0

-31,8

-54,9

Mezcla equimolecular ⇒ n° moléculas de CO2 = n° moléculas de H2
Si C0 es el número de moléculas inicial deCO2 y de H2 y la conversión es del 63%,
es decir 0.63C0 es el número de moléculas de ambos gases que reaccionan,
entonces:
CO2 (g) +
(inicial)
C0
(equilibrio) C0(10.63)

H2(g)
⇔
C0
C0(1-0.63)

CO (g)
0
0.63C0

+

H2O (g)
0
0.63C0

Y la constante de equilibrio en este caso será:
0.63C0 ⋅ 0.63C0
0.632
Kc = Kp =
=
= 2.899
C0 (1 − 0.63) ⋅ C0 (1 −0.63) (1 − 0.63) 2

Kp = 2.899
∆G° = -RT Ln Kp = - 1.987(cal mol-1 K-1) x 1573 (K) Ln 2.899 = - 3326.9 (cal mol-1)

∆G° (1573 K)= - 3326.9 (cal mol-1)

∆G° (a 25°C ó 298K) = ∆G°f(CO) + ∆G°f(H2O) - ∆G°f(CO2) - ∆G°f(H2) =
∆G° (a 25°C ó 298 K) = - 31.8 – 54.9 + 94.7 – 0 = 8 kcal mol-1
Si en el intervalo térmico que va desde 298 K a 1573 K nocambia ni ∆H° ni ∆S°
entonces:
∆G° (a 25°C ó 298 K) = ∆H° - T ∆S° = ∆H° - (298) ∆S° = 8000 cal mol-1
∆G° (a 1573 K) = ∆H° - T ∆S° = ∆H° - (1573) ∆S° = -3326.9 cal mol-1
Queno es otra cosa que un sistema de dos ecuaciones con dos incógnitas, ∆H° y
∆S°
Resolviendo el sistema de ecuaciones:
∆H° = 8000 + (298) ∆S°
-3326.9 = 8000 + (298) ∆S° -(1573) ∆S°; ∆S° (1275) = 8000 + 3326.9;
∆S° = 11326.9/1275 = 8.88 cal mol-1 K-1

∆S° = 8.88 cal mol-1 K-1
∆H° = 8000 + (298) 8.88 = 10647.4 cal mol-1

∆H° = 10.6 kcal mol-1