El valor de la constante conociendo la composición del sistema

...

I2 (g) + H2 (g) ↔ 2 HI (g)

Luego de realizar las dos experiencias, hallaron los siguientes valores de concentraciones y calcularon sus constantes:

Experiencia

Concentraciones en equilibrio (mol/L)

Constante de

I2

H2

HI

equilibrio

1

0,0215

0,0215

0,157

53,3

2

0,043

0,043

0,314

53,3

Se explicará que Kc, al ser invariable frente a distintas concentraciones es útil como herramienta para cálculos de reacciones que están en equilibrio. Debido a que si conociendo las concentraciones podemos calcular el valor de la constante, también, conociendo el valor de la constante podemos saber alguna concentración que desconozcamos.

Se les pedirá a los alumnos que debajo de la tabla coloquen el título de “Usos de la constante de equilibrio” y se les entregará el siguiente ejercicio:

- A 445°C, la constante de equilibrio es 45 para la siguiente reacción:

I2 (g) + H2 (g) ↔ 2 HI (g)

En un recipiente de 1 litro, la mezcla en equilibrio contiene 0.8 mol/L de yoduro de hidrogeno (HI) y 0.4 mol/L de I2 ¿Cuál es la concentración de hidrógeno (H2)?

Kc= [HI]2 45=[0,8]2 [H2]= 0,64 [H2]= 0,035

[H2][I2] [H2][0,4] 45x0,4

Se resolverá de forma conjunta con los alumnos. Se planteará la expresión de kc con los datos y se despejara el hidrogeno. Luego de obtener el resultado se dará unos minutos a los alumnos para que copien el procedimiento del ejercicio.

Luego, se les recordará como ya vieron, que en un principio el sistema no está en equilibrio y en este caso los cálculos se resuelven distinto pero también usando la kc:

Se introducen en un recipiente de 1 L 1 mol de H2 y 1 mol de CO2. Se calienta el sistema hasta 1454 °C, produciéndose la reaccion del “gas de agua”:

.

CO2 (g) + H2 (g) ↔ CO (g) + H2O (g) kc= 27,1

Hallar las concentraciones de todos los componentes en el equilibrio.

Para este ejercicio, se planteará tres momentos el “inicial”, el “cambio” y el “equilibrio” con respecto a los moles durante la evolución del sistema.

CO2

H2

CO

H2O

Moles al Inicio

1

1

0

0

Moles en el Cambio

-x

-x

+x

+x

Moles en el Equilibrio

1-x

1-x

X

X

Se explicará que de esta forma se estudia la evolución, durante la reacción, de las concentraciones de las diferentes sustancias presentes. Por este motivo, se presentan las concentraciones del inicio, en el cambio y en el final.

En el inicio, es cuando aún no se ha formado producto, por eso se coloca un “0”

En el cambio, no se conoce en qué extensión se da la reacción de los reactivos, por ende lo indicamos con una incógnita “x” eexplicando que cuando se inicia la reacción se consumen reactivos para generar productos, asociando que las “x” negativas de los reactivos es debido a que se consume sustancias y la “x” del producto es positiva porque se genera.

En el equilibrio, los reactivos presentan una concentración estable que en el caso de los reactivos siempre es menor a la concentración inicial y en el caso de los productos, es la concentración que se genera en el durante la fase de cambio o evolución.

Luego se pedirá a los alumnos que se plantee la expresión de kc para hallar la “x” y luego reemplazarla en los datos de las concentraciones.

Kc= [CO].[H2O]

[CO2][H2]

27,1= x.x .

(1-x).(1-x)

27,1= . x2 .

(1-x)2

[pic 2]

5,20=. X .

1-x

5,20 (1-x) = x

5,20 -5,20x =x

5,20 = x + 5,20 x

5,20 = x

6,20

0,84=x

En el equilibrio, [H2]= 1-0,84 = 0,16

[CO]= 1-0,84 = 0,16

[CO2]= 0,84

[H2O]= 0,84

Se pedirá a los alumnos que copien el procedimiento del pizarrón y se les entregará una ejercitación para que realicen ellos, la cual será corregida en el pizarrón entre todos:

Se introducen 0,5 moles de bromo molecular e hidrogeno molecular en un recipiente, luego de cerrarlo, se calienta hasta 70 °C. Calcular las concentraciones de los componentes, sabiendo que la constante de equilibrio es 0,2 a dicha temperatura.

Br2