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• Ruth Rojas Ramirez

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EQUILIBRIO QUiMICO

60

~r Como K, (1200 °C)

> K, (900 °C), esto nos indica que aL , aumentar La temperatura La reacci6n se despLaza hacia La derecha, es decir, aL aumentar La temperatura Los reactivos reaccionan y se transforman en Los productos, por Lo que podemos decir que La reacci6n directa sera endoterrnica,

~. Sea eL sistema en equilibrio:

@

i

~

1

"\ ":' /0 _

+-

O2 (g) ~ CO (g); 6.H = -155 kJ 2 Indica razonadamente como modifica eL equilibrio: C (s)

0) Aumentar la temperatura. b) Disminuir la presion. c) Disminuir la cantidad de carbono. d) Aiiadir un catalizador.

:'0) Un aumento de La temperatura hace que eL sistema tienda . a absorber energia desplazandose en eL sentido en que La reacci6n sea endotermica, que en nuestro caso es de derecha a izquierda., ~ ~

·

~

_

"_o

_.

,

P))i Una _di sm i n u ~i~ n .~~~.gr;?}6 n hace que eL sistema evoLucione hacia donde menor sea eL n." de moLes para que p V = cte.

En nuestro case, se desplazara hacia La "'.derecha. ...-.: .... c) Si se adiciona mas C, eL equiLibrio no se aLtera, pues se trata de una especie s6Lida. .-­ .~ -" .,, ;r ' ~

.d) La adici6n deL cataLizador no aLtera eL equiLibrio, soLo modi­ ficara La veLocidad. •

" @

d) La reaccicn es espontanea a cuaLquiertemperatura.

0) 5e trata de una reacci6n endoterrnica, es decir, hay que sumi­ nistrar caLor a Los reactivos para que La reacci6n tenga Lugar. En consecuencia, aL aumentar La temperatura La reacci6n se despLaza ria en eL sentido de consumir ese exceso de calor, es decir, se despLaza ria hacia La derecha. Por tanto , La cuesti6n pLanteada es verdadera. b) El efecto de La presi6n sobre La reacci6n viene determinado por eL nurnero de moLes de Las especies gaseosas presentes en eL equilibrio. En nuestro case, eL ruirnero de moLes gaseosos reactivos es de 2 moles, mientras que eL nurnero de moLes gaseosos de productos es de 4 moLes. Un aumento de La pre­

si6n despLazaria eL equilibrio hacia donde hay menor numero de moLes gaseosos es decir, hacia La izquierda . Por tanto, La afirmaci6n es verdadera. c) Una disminuci6n de La concentraci6n de CO haria que eL equi­ Librio se despLazase en eL sentido de compensar esa disminu­ ci6n, es decir, produciendo mas CO. Por tanto, eL equilibrio se despLaza ria hacia La derecha. Si Lo pLanteamos a partir de La constante de equiLibrio tendriamos que: K,

= [H 2nCO] [CH 4][H 20]

4. Sea el equilibrio:

PAU

b) Un aumento de La presion despLaza eL equilibrio hacia La izquierda. c) 5i disminuimos La concentracion de monoxido de carbona (CO) eL equilibrio se desplazara hacia La izquierda.

(

(s)

+ CO 2 (g)

~ 2(0 (g); 6.W

= 119,8 kJ

Contesta razonadamente como modifica el equilibrio:

0) Disminuir la cantidad de carbono.

b) Aumentar la cantidad de dioxido de carbono.

c) Disminuir la temperatura.

d) Aumentar La presion.

0) El Ces s6Lido y no influye en eL equiLibrio.

Como eL vaLor de K, es constante, ya que soLo depende de La temperatura, si disminuimos La concentraci6n de CO, para que eL cociente no varie, entonces deberia disminuir La con­ centraci6n de metano 0 de agua, Lo cuaL nos indicaria que eL equilibrio se despLazaria hacia La derecha. Por tanto, La afirmaci6n es faLsa. d) La espontaneidad de una reacci6n viene dada por La energia Libre de Gibbs, fiG = !iH - T!iS. Decimos que una reacci6n es espontanea cuando fiG < O. Como sabemos que La reacci6n es endoterrnica !iH > 0, Yteniendo en cuenta La reacci6n an­ terior, se puede deducir que La entropia aumenta, !is> O. Por

b) Si se aumenta La cantidad de reactive, eL equilibrio tiende a consumir dicho reactive, Luego se desplazara hacia La forma­ tanto , en La expresi6n de La energia Libre de Gibbs tenemos ci6n de productos, es decir, hacia La derecha. La resta de dos factores positivos; en consecuencia, para que La reacci6n sea espontanea, eL vaLor deL termino T !is debe c) Si se disminuye La temperatura, eL sistema tendera a ceder ser mayor que eL vaLo r deL terrnino entalpico, es decir, cuanto caLor para compensar dicho efecto y se desplazara hacia eL mayor sea La temperatura mayor posibilidad habra de que La sentido en que La reacci6n sea exotermica, es decir, hacia La reacci6n sea espontanea. Luego La afirmaci6n es faLsa . izquierda. d) El equiLibrio se desplazara hacia donde menor sea eL n.? de moLes para que p V sea constante. Es decir, hacia La izquierda. fi:...) ado el equilibrio: 2 N02 (g) ~ 2 NO (g) + O2 (g), responde ~e forma razonada a Las siguientes cuestiones: 0) ,Como Le afectaria un aumento de La presion? ';;.\l:l gas de sintesis (mezcla de CO e H2 ) es un producto indus­ ~rial de multiples aplicaciones que se obtiene a partir de la b) 5i se elimina O2 a medida que se va formando, ,hacia siguiente reaccion: donde se despLaza eL equilibrio? CH 4 (g) + H20 (g) ~ CO (g) + 3 H2 (g); 6.H > 0 c) Dado que aL aumentar La temperatura eL equilibrio se des­ Responde de forma razonada si son verdaderas 0 falsas las plaza hacia la formacion de NO, ,La reacdon sera exeter­ siguientes cuestiones: mica 0 endotermica? 0) 5e favorece la produccion de hidroqeno (H2) al aumentar d) lAfectaria La adidon de un cataLizadoral valor de La cons­ La temperatura. tante de este equilibrio?

EQUILIBRIO QUiMICO

a) Mediante un aumento de la presion. Un aumento de la pre­ sion desplaza el equilibrio hacia donde hay menor nurnero de moles gaseosos; como hay menor nurnero de moles gaseosos

en los reactivos, el equiLibrio se desplazara hacia la izquierda. b) 5i vamos eliminando el Oz a medida que se va formando, el

equiLibrio tendera a desplazarse en el sentido de compensar el producto que vamos sacando, es decir, el equiLibrio se des­ plaza hacia la derecha consumiendo NO z. c) Si una vez aLcanzado el equiLibrio se aumenta la temperatu­

61

b) 5i se reduce la concentracion de la glucosa, el equiLibrio tendera a generar mas reactivo y evolucionara hacia la iz­ quierda. En cualquier caso, no tiene sentido hablar de la disrninucion de la glucosa, puesto que la concentracion del solido es constante. c) Un aumento de la presion hara que el equiLibrio se desplace hacia donde menor sea el n." de moles para que pV sea cons­ tante, es decir, el equiLibrio evolucionara hacia la izquierda. d) 5i aumentamos la temperatura, el sistema evolucionara en el sentido en que absorba esta energia, es decir, hacia donde la reaccion sea endotermica. En nuestro caso, hacia la izquierda.

ra, el sistema se opone a ese aumento de energia calorifica desplazandose en el sentido que absorba calor, es decir, el '

K,

(moles HClt (moles Oz)

Para volver a La situacion de equiLibrio quimico, Lo que supone una disrninucion de Qu La reacci6n debera despla­ zarse en eL sentido en que aumenten eL numero de moLes de HCl y de Oz, es decir, a La izquierda. Por tanto, La con­ centracion de HCl aurnentara.

El dato de entaLpia nos indica que se trata de una reacci6n exoterrnica. es decir, en el transcurso de La reacci6n se produ­ ce un desprendimiento de caLor. Para valorar eL efecto sobre La concentraci6n de HCl en el equilibrio hemos de tener en cuenta el Principio de Le ChateLier. Veamos cada una de las situaciones:

a) Un aumento de La concentraci6n de Oz. El Oz es un reactivo sequn La ecuaci6n quimica. en consecuencia, un aumento de su concentraci6n deterrninara que el equilibrio se despLace en eL sentido de consumir el exceso de oxigeno reaccionando con el HCl y forrnandose mas cantidad de producto, es decir, ilibri t d - d L e Lequiu no en era a esp azarse haci aria la derecha.

[H zO]Z[Clzf [HCLr [O z]

2 HzO (g)

Q, = [HzOf [Clzf = (moles HzO)Z(moles Clz)Z V'

Tenemos eL siguiente equilibrio:

+

=

+ o, (g) f2

AL aiiadir n moLes de helio, a presi6n y temperatura cons­ tantes, aurnentara eL voLumen (V' > V), con Lo que el co­ ciente de reacci6n sera:

e) Anadir un gas inerte como He.

4 HCl (g)

63

f) Introducir un cataLizador. La introducci6n de un cataLizador en el sistema de reacci6n no afecta a las concentraciones, ya que solo afecta a Las veLocidades de reacci6n, por Lo cual el equilibrio no se desplaza en ninqun sentido, sino que eL estado de equilibrio se alcanza mas rapidarnente.

@

.. .

.

..

17. \La constante de equilibrio de La reaccion que se tndica, vaLe 1 022 0 O( 0C 0 PAU, a 20 y 34,2 a 500 . PCl ( ) ~ PCl ( ) + cl ( )

==:>

s 9 f-'3 9 z 9 0) Indica si eL PCLs es mas estabLe, es decir, si se descompo­ ne mas 0 menos a temperatura baja. b) (,La reaccion de descornposicion deL Pcls es endoterrnica 0

exotermica? c) (,Correspondera mayor 0 menor energia de activacion a La descomposicion 0 a La formacion de Pcls? a) k, = [PCl 3][Cl z] [Pcl)] 5i se aumenta La temperatura, La K es mayor, lo que significa que el equilibrio se desplaza hacia La derecha. Por tanto , el PCls es mas estable a bajas temperaturas.

b) 5i al aumentar La T La reacci6n se desplaza hacia La derecha, quiere decir que en ese sentido La ecuaci6n sera endoterrnica. /'::,.H> O.

EQUILIBRIO QUiMICO

64

nNO, 0,192 XNO, = - - = = 0,276 Y ntDtales 0 ,504 + 0,192

c) En el sentido en que hemos puesto la reacci6n, el proceso es endoterrnico, por tanto, los productos poseen mayor energia. La energia de activaci6n Eo sera mayor que en la reacci6n de formaci6n del PCls' ~

PCl3 (g)

+ Clz (g) ~ ru, (g); L::,.H
°

PCls (g)

°

K

= (PNO,) Z = ( XNo,Pequilibrio)2 = (0,276 · 2)2 = 0,210

p

La energia de activaci6n E~ para pasar los reactivos, PCl 3 y Cl., al complejo activado sera, par tanto, menor que para pasar del reactivo PCls al complejo activado Ea.

°, 724 , de donde:

PN,o,

XN,O, Pequilibrio

0,724 . 2

Tarnbien podiamos haberlo calculado a traves de K: 'c '

~ .

-,

.

oJ.

[NO z] = 0,192 mol/10 L = 0,0192 mol L- 1; [Nz04 ] = 0,504 mol/10 L = 0,0504 mol L- 1

r; =

_ P_CI_+_ 3 :"':~

=

[NO z]'

0,0504

~ PCls

( nNO~ RT )Z

=

Por tanto, la Eo es mayor en el proceso de descomposici6n que en el proceso de formaci6n.

@

8. s e int roducen o' 60 moles de t et raoXido de dinit rogeno ~ (NZ0 4 ) en un recipfen'tt;"de .~g _-~~~r~~ a 348,2 K, establecien­ dose el siguiente equilibrio:

~ En

2 50 2 (g)

Equilibrio

O '.~O (l - a) ~ 1€C " - 1(

2 NO z (g)

Moles reaccionan:

°a 2 ·0,60

Moles equilibria:

4

+ 2 . 0,60 a , de donde:

I

.

"",,\ ,

2 50 3 (9) °

- 2x

-x l - x

2x

1­

2x .

2x

~.

En consecuencia, la composici6n de la mezcla en el equilibria seria: Moles (SOz) = 1 - 2x = 1 - 0,85 = 0,15. Moles (0 2 ) = 1 - x = 1 - 0,425 = 0,575. Moles (503) = 2x = 0,85.

= 0,60 (1 - 0,16) = 0,504

J

t:

~

1

Como sabemos que cuan d~ se.alcance el equilibrio el numero de moles de SO, es 0,15, podremos calcular el valor de x: 1 - 2x = 0,15, de donde 2x = 1 - 0,15 = 0,85, Ypar tanto: x = 0,425.

2 ,.c:.:

moles de NO z = 2 ·0,60·0,16 = 0,192

i

+ o, (g)

1

-v

a= 0,16 .-.07 a = 16%

(0 moles de Nz0

2 50 3 (g)

- ~ ' equilibria, hacemos el balance:

Moles iniciales:

2 ·10 0,082·384,2 0,7 == 0,60 (1 - a )

~

«, Y «;

2 SO, (g)

Datos: R = 0,082 atm Ljmol K

0,60

(g)

Una vez alcanzado el equilibrio se encuentran 0,15 moles de 50 2 • Se pide:

c) El valor de Kp a esa temperatura.

Iniciales

+ Oz

, of- Para proceder al calculo de la composici6n de la mezcla en el

b) El mimero de moles de cada sustancia en el equilibrio.

\.

0 ,548 = 0,209 1,439

un recipiente de . se introduce 1 mol de SO, y 1 mol de O2 Y se calienta a 1000 °C, estableciendose el siguiente equilibria:

b) El valor de

-

Si la 'presion en el equilibrio es de 2....... atm, . . . ... calcula: 0) El grado de disociacion,

~

10 z

0) Composicion de la mezcla en el equilibrio.

NZ0 4 (g) ~ 2 NO z (g)

Nz04 (g)

0,504 ·0,082 ·348,2

~ . .!i tr~~

@

PAU

r

( 0,192 · °'1°082 . 348,2

K = (PNo, )Z = ~_---'-_ p PN,o, nN,O, R T V

PCI3 + Clz

/ ~/

0,209

.-;:) Directamente con Kp:

6.H

'

0,0073 =d p = Kc(R T) tJ.n = _ - - -- -- " _"

= 0,073 . (0,082 . 348,2r =

PCls

~

=

(0 ,0192)Z

[N20d

\, ':

)

'

..:

EQUILIBRIO QUiMICO

\b» Una vez que conocemos la composici6n del equilibrio pode ­ -- mos calcular el valor de Kc•

Cuando se alcanza el equilibrio se han descompuesto 176,6 mg

de carbonato de plata. Calcula:

r

85 (0'5

0) El valor de Kp y K, para el equilibrio a 110°C.

b) La presion total en el equilibrio.

c) La masa de dioxido de carbona en el equilibrio.

r(

15 ( °'5

65

0,:75)

Datos: masas atomicas: C = 12; R = 0,082 atm LJK mol

Para calcular el valor de Kp tenemos en cuenta la expresi6n de la relaci6n entre las dos constantes:

+

CO z (g)

°

co­ x

Equilibrio

= 108,

AgzO (5)

~

Iniciales

Sustituyendo valores, tendremos : Kp = 279,2 . (0,082 . 1273 t

16; Ag

AgZC0 3 (5) ~

a)

Kp = K; (RT) 6n, donde 6.n = 2 - 3 = - 1 l

°=

°

x

x

= 2,67

x = moles de AgZC0 3 (5) descompuestos =

@

0. n un reci Pi e nt e de l ' 5 lit ros se i nt roduce n 3 moles de pe n­ ~ acloruro de fosforo (PCls). Cuando se alcanza el equilibrio a 390 K, el pentacloruro de fosforo se ha disociado un 60% segun el siguiente equilibrio: PCls (g) ~ PCl3 (g)

+ Cl

2

176,6 .10276 [CO z] =

(g). Calcula:

b) «, Y «;

b) K, = Pi CO z = XeD, Pr

a) Para proceder al calculo de la composici6n de la mezcla en el equilibrio, hacemos el balance:

Moles/L iniciales:

Co

Moles/L equilibrio:

Co (1 - a )

Pel3 (g)

+

°

!-

4

= 3,19 .10- 4 M

K, = Kc(RT) 6n = 3,19.10- 4 (0,082 . 383) 1 = 0,01

librio.

~

= 6,39 .10- 4

= 6,39.10V 2 K, = [CO z] = 3,19 . 10.4

0) Las concentraciones de cada una de las especies en equi­

Pels (g)

3

~

n CO z 6,39 . 10- 4 Xto, = - = 4 = 1 nr

6,39 .10­

el nr se corresponde con los de la unica especie gaseosa que existe en el equilibrio, que es el CO z.

el z (g)

Por tanto :

°

Pr =

Como podemos calcular la concentraci6n de Pels, que sera :

~ XCOz

= 0 ,01 = 0,01 1

Kp = Pr = Pi = 0,01

n. " de moles/litre = 3/1,5 = 2 M

adernas, sabemos que a = 0,60 ,

c)

en consecuencia, la compo sici6n de la mezcla en el equili­ brio en concentraci6n seria :

m(g) CO z = n. " moles CO z MCO z = = 6,39 . 10- 4 mol· 44 9 mol' = 0,0281 9 = 28,1 mg

r

/~

rnoles/L (Pels) = Co (1 - a ) = 2 (1 - 0,6) = 0,8 M ~ JEn un recipiente cerrado y vacio de 5 litros se introducen rnoles/L (Pel 3 ) = Moles/L (el z) = Coa = 2 . 0,6 = 1,2 M \5'5,08 9 de. ~od~. Se eleva la temperatura a 900 °C Y se alcan­ ' " de l equiilib . d za el equilibrior b) Una vez que conocemos la composicton 1 no po e­ I z (g) ~ 2 1 (g) mos calcular el valor de K"

t;

= [Pel 3][el Z]; [Pels]

x, =

El valor de K, para este equilibrio es de 5,2 . 10-\ Calcula: 1,2 · 1,2 = 1,8 0,8

Para calcular el valor de Kp tenemos en cuenta la expresi6n de la relaci6n entre las dos constantes: Kp = Kc (RT) 6n, donde 6.n = 2 - 1 = 1 Sustituyendo valores, tendremos: Kp = 1,8 . (0,082 . 390) 1 = = 57,56

@

20 En un re ci Pi e nt e ce rrado vacio de 2 lit ros s e i nt rod uce una PAU cantidad de carbonato de plata. Se eleva la temperatura a 110°C, Y el carbonato de plata se descompone sequn el equilibrio:

0) El valor de Kp para el equilibrio a 900 "C, b) El grado de disociacion del yodo. c) La presion parcial del yodo sin disociar en el equilibrio. Datos: M (I)

= 127, R = 0,082 atm LJ K mol.

a) K, = Kc(RT) tl.n = 5,2 . 10.4 , (0,082 . 1 173) 1 = 5 . 10' z

t, (g)

b) Iniciales: Equilibrio:

[nz

Kc -- [I ', z]

~

Co co(l - a ) 5,2 ·10'4 =

(2coa) Z co (1 - a )

21 (g) ° 2coa 4 a zc - - - o­ (1 - a )

La Co se calcula a parti r de los datos del problema:

EQUILIBRIO QUiMICO

66

@

9 5,08 nOmoles = - = - - = 0 ,02 moles de I z M 254

= _0 , 02 = 4 .10-

Co

p

=

.

10- 2

Brz (g) + I z (g) ~ 2 Brl (g) El vaLor de K, para este equilibrio a 150 °C es 280.

-7

(1 - 0:)

CaLcuLa:

a) El vaLor de Kp para este equilibrio alSO 0C.

0,164; 0: = 16,4%

-7 0: =

c) K

40:24

=

Par tanto , sustituyendo : 5,2 . 10- ·

moljL

3

5

4. En un re ci Pie nt e ce rra do y vad o de 4 0 0 mL se i nt rod uce n ~ 1,280 9 de bromo y 2,032 9 de yodo. Se eLeva La temperatura a 150 °C Y se aLcanza el equilibrio:

X~ . Pr ; nr = M V

(p;I)Z = eXI . pT)z (XI, . pT) p;Iz

XI,

0:) + 2coO:] . 5 = + 0,164) + 2 . . 4 . 10- 3 . 0,164] ·5 =

= [co(1 -

nr

= [4 .10 - 3 . (1

= 2,33 . lO' z moles

nIz = co(1 - 0:) . V =

1,67 . 10- z XI = = 0,716; , 2,33 . 10- z

= 1,67 . 10-z

XI =

6,56 .10- 3

= 0,284 2,33 ·1O- z

b) La presion totaL en eL equilibrio.

c) Los gramos de yodo en eL equilibrio.

Datos: M (Br) = 80; (I) = 127, R = 0,082 atm LjmoL K.

0) K, = K, (R7) L'. n = 280 . (0,082 . 423) 0 = 280 1280 b) moles de Brz = - - = 8 . 10- 3

160

8 . 10- 3 [Brz] = = 0,02 M

0 ,4

moles de I z =

Pr = K . XI, = 5· 10- z. 0,716 = 0,043 atm p X~ 0,284 z

[I z] =

2032

- - - =

8 .10-3

Brz (g) 0,02 0,02 - x

~

Equilibria:

un recipiente cerrado de 0,5 Litros, en eL que se ha ~ hecho eL vacio, se introducen 2,3 gramos de tetraoxido de dirritroqeno, y a La temperatura de 35°C se aLcanza eL equilibrio:

NzO. (g) ~ 2 NO z (g)

K,

Pr

a) El vaLor de Kp para este equilibrio a 35°C.

b) EL grade de disociacion deL tetraoxido de dinttroqeno.

c) La presion totaL en eL equilibrio.

= 16.

Iniciales: Equilibria :

a) b)

Kp

=

2 BrI (g)

°

0,02 0,02 - x

2x

(2x) Z -7 x = 17 . 1O-z M (0,02 - X)2 '

+ (2 . 0,017)]

0 ,008 ·0,082 ·423 0 ,4

=

. 0,4

=8

. 10- 3 moles;

0 ,69 atm

;~n un recipiente de 2 litros se introducen 0,020 moLes de NzO•.

@

0,05 M

NzO. (g) 0,05 0,05 - x

~

~ i~na vez cerrado y caLentado a 30 °C, eL NzO. gaseoso se disocia

2,3 l Mo les de NzO. = = 0 ,025 mo es -7

92

==

=

r, (g)

+

c) [I z] = 0,02 - 0,017 = 3 . 10- 3 M;

moles de I z = 0,4 . 3 . 10- 3 = 1,2 . 10-3

masa de I z = 1,2 . 10-3 • 254 = 0,3048 9

°

R = 0,082 atm Lj moL K.

0,025

-7 [NzO.] = - 0,5

=

[BrU ; 280 [Brz][Iz]

nr = [2 (0,02 - 0,017)

El vaLor de K, para este equilibrio a 35°C es 0,01. CaLcuLa:

Datos: masas atemicasr N = 14;

=

= 0,02 M

0,4

pIz = Xl,; Pr = 0,716 . 0,043 = 0,317 atm

"~E n

8 . 10- 3

127 . 2

parciaLmente en NO z seglin La reacdorn NzO. (g) ~ 2 NO z (g) En eL equilibrio existen 0 ,012 moLes de NO z•

a) lQue porcentaje de NzO. se ha disociado. (Expresar com' ~

porcentaje en moLes.)

2 NO z (g)

b) CalcuLa La constante K, a La temperatura indicada.

°

2x

M(H) = 1,0; 5 = 32,1;

K, (R7) L'. n = 0,01 (0,082 . 308) 1 = 0,252

a)

[NOz]Z (2x) Z ; 0,01 = -7 x = 0,01 M K, = - [NzOd (0,05 - x) [NOz] = 2x = 0,02 moljL; [NzO.] = 0,05 - x = 0,04 moljL

°

= 16,0; Na = 23,0; CL = 35,5.

NzO. (g) 0,02 0,02(1 - 0:)

Iniciales: Equilibria:

~

2 NO z (g)

°

2 ·0,02 · 0:

Calculamos ahara el valor de 0:: 0,012 = 2 . 0,02 0:; 0: = 0,3 = 30%

c)

n NZ0 4 = 0,04 . 0,5 = 0,02 moles n NOz = 0,02 . 0,5 = 0,01 moles; nr = 0,02 + 0,01 Pr .;:. :.:':~ ; ' .

=

0,03 · 0,082 . 308

---'-----'-..:...:..::=--.::~

0,5

=

8,42 atm

=

0,03

b) K, = [NOzF [NzOd

=

(

2 . 0, °22 . 0, 3 )Z

-'---

-=--

---"-

0,02(1 - 0 ,8)

2

=

5,14 . 10- 3

EQUILIBRIO QUiMICO

@

6. . LYOdUrOdehidrogenosedescomponea4000Cdeacuerdo f2 Hz (g) + I z (g), siendo eL vaLor

de K, = 0,0156. Una muestra de 0,6 moLes de HI se introdu­ ce en un matraz de 1 L Y parte deL HI se descompone hasta

que eL sistema alcanza eL equilibrio.

67

Calculamos el cociente de reacci6n, Q:

~ con La ecuacion. 2 HI (g)

( :~ r

(

a) (,CUiH es La concentracicn de cada especie en eL equili­ brio?

~~ )( 220 )

Este dato nos indica que, para que se alcance el equilibrio, la reacci6n debe desplazarse hacia la derecha; por tanto:

b) CaLcuLa Kp • c) CalcuLa La presion totaL en eL equilibrio.

+

r, (g) 15 - x

Equilibrio

Datos: R = 0,082 atm L mot' K- 1 (25 0) Iniciales: Equilibria: K, = -) x

f2

2 HI (g) 0,6 0,6 - 2x

12(g)

°

(0,6 - 2x)Z

; 0,0156

=

De donde: K, = 54,8

° x

x

x2

[H 2](I2) [HI]Z

+

H2(g)

c) p HI = nH1RT

XZ -)

[HI] = (25 + 2 . 1,24)/20 /-'

v

= 1,354 M

2 moLes de COBr 2 en un recipiente de 2 L Y \5Jse caLienta hasta 73 -c, EL vaLor de La constante x; a esa temperatura, para eL equilibrio:

p

0 ,06 ·0,082·673

20

\­

COBr z (g)

1

=

) , de donde

(~'p e introducen

= 0,48 ·0,082 ·673 = 26,49 atm

nH,RT P Hz = pl z - -

x

-

[12] = (15 - 1,24)/20 = 0,698 M; [H z] = (2 - 1,24)/20 = = 0,048 M;

(0,6 - 2x)Z

°-) K = K, = 0,0156

v

r

= ( 15 - x )( 2 - -- - 20

= 0,06

= K, (RT)",n; 6.n =

~ 2x

2 HI (g) 25 + 2x

x = 1,04 moles.

[HI] = 0,6 - 2 . 0,06 = 0,48 moljL;

[H z] = [Iz] = 0,06 moljL

b) Kp

f2

Hz (g) 2- x

f2 CO

(g)

+ Brz (g)

es 0,09.

CaLcuLa en dichas condiciones: = 3,31 atm

a) EL numero de moLes de Las tres sustancias en eL equilibrio.

1

b) La presion totaL deL sistema.

Pr = pH z + pI 2 + pHI = 33,11 atm

Tarnbien puede aplicarse, sabiendo el n¥= 2 . 0,06

+ 0,48 =

c) EL vaLor de La constante Kp •

Dato: R = 0,082 atm L mol"? K- 1•

= 0,6; Pr = 0,6 ·0 ,082·673 = 33,11 atm

0)

1

.

® ~ 425 DC La K para eL equilibrio:

f2

COBr2(g) Iniciales

2

Equilibrio

2 -x

I z (g)

+ Hz

(g)

f2

°

x

2 HI (g), vaLe 54,8

K,

[COBrz]

0) ,Como afecta al equilibrio una disminucion de La presion deL sistema Yuna dismtnudon de voLumen? b) CalcuLa Las concentraciones en eL equilibrio si aL reactor

de 20 Litros de capacidad se Le introducen 15 moLes de

iodo, 2 moLes de hidroqeno Y 25 moLes de ioduro de hi­

drogeno. 0) Una disminuci6n de la presi6n hara que el equilibrio se desplace en el sentido en que aumente el n. 0 de moles de gas con el objetivo de que se mantenga constante el producto de Como no hay variaci6n en el nurnero de moles estequiometri ces gaseosos, no afecta ra al equilibrio. Lo mismo se puede decir del volumen.

r, (g) + Iniciales

15

Hz (g) 2

f2

2 HI (g) 25

Br2(g)

°x

x

2_ -) x = 0,516

2 - x

= _2_

r

2

n COBrz = 2 - 0,516

= 1,484

nCO = n Brz = 0,516

2516·0 ,082·346

b) Pr

=

c) Kp

= K, (RT)",n = 0,09 . (0,082 . 346)1 = 2,55

Pl/. @'

b)

= [CO][Brz] . 0,09

+

x

c

PAU

CO (g)

2~. lEn

2

= 35,69 atm

un recipiente de 25 L se introducen dos moLes de hidro­

~ 'geno, un moL de nitroqeno Y3,2 moLes de amoniaco. Cuando

se aLcanza eL equilibrio a 400 DC, eL nurnero de moLes de amoniaco se ha reducido a 1,8. Para La reaccion, 3 Hz (g) + + Nz (g) f2 2 NH 3 (g) . CalcuLa:

0) El mimero de moLes de H2 Yde N2 en eL: equilibrio.

EQUILIBRIO QUiMICO

68

b) Los vaLores de Las constantes de equiLibrio K, y Kp •

La expresi6n de Kc seria ahora:

Datos: R = 0,082 atm L moL

= [Hz] [I2]/ [HIf = (a/V) (a/V) / [2(1 - a )/ V]2 5ustituyendo en dicha expresi6n los valores dados de K, y V llegamos a la ecuaci6n de segundo grado:

- 1

3 H2 (g)

0)

K-

+

2

2 NH 3 (g)

N2 (g) 1 l +x

2

Iniciales Equilibrio


cr

= 0,02

= !3!..- = RT

+ C + 1/2 C = 0,02 + 1/2 C

Pr V = n, R T => Pr = cr R T

-

c

1,33 atm 0,082 atm L mol:" K- 1 . 623 K

= 0,026 mol L- 1

De dande abtenemas que C = 0,012, par lo que las cancentra­

ciones en el equilibria son:

[NOCl] = 0,008 mol L- 1; [NO] = 0,012 mol L- 1;

[Cl2] = 0,006 mol L­ 1 0) K; Kp

=

[NO][ ([2]l/2 0,012· (0,006)1/2

= = 0,116 [NOCl] 0,008

= K, (RT) tln => Kp = 0,116 . (0,082

. 623) 1/2 = 0,829

b) Ya esta contestado en el razonamiento: [Cl2]

= 0,006

mol L- 1.

0) Primavera. c) Otoiio.

73

b) Verano. d) Invierno.

Tendria que ser aquella en la que la escalada se hiciera a mayor temperatura, para favorecer la formacion del producto oxihemo­ globina. Por lo tanto , deberia ser en verano. Respuesta b). 2. Investiga y averigua eL efecto que produce un aumento de La presion sanguinea, debido aL ejercicio fisico, en La Libera­ cion deL oxigeno hacia Los tejidos deL organismo.

Al ser el oxigeno el unico componente gaseosa en la reaccion de liberacion del oxigeno desde la oxihemoglobina, un aumen­ to de la presion disminuye la liberacion. con lo que perjudicaria la Iiberacion de oxiqeno, aumentando el cansancio y la fatiga muscular. 3. lPor que crees que se permite mejorar eL porcentaje de EPO a Los deportistas si La fabrican ellos entrenando en aLtura y no si se Lo inyectan? 0) Porque se permite soLo Lo que es natural y no Lo que es artificiaL.

• Importancia de la ley de Chatelier en la vida de los alpinistas. Cuestiones

b) Porque se produce mas Lentamente y eL cuerpo se aclima­ ta correctamente a La cantidad de EPO. c) Porque daria ventaja a Los deportistas con mayores recur­ sos econdmicos que otros. d) Porque esta prohibido usar jeringuillas para evitar La

1. Suponiendo que la relacion en La que se combinan La molecula

de hemogLobina con oxigeno para formar La oxihemo-gLobina es una relacion endotermica, lcuaL crees que sera La esta­ cion mas idonea para acometer La escaLada deL monte Everest?

transmisitin deL VIH en deportistas. Respuesta b). Al fabricarla el cuerpo de forma natural, no se producen problemas de exceso de viscosidad en la sangre.