Equilibrio químico. Concentraciones molares, presiones y constantes Kc y Kp.

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Equilibrio: 3 H2(g) + N2(g) 2 NH3(g)

[NH3]2 [NH3]2

KC = ––––––––– = ––––––––––––– = 0,55

[N2]·[H2]3 0,2 M·(0,10 M)3

Despejando: [NH3] = 0,01 M

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- Equilibrio: 2 NOCl (g) 2 NO (g) + Cl2 (g)

Conc inic. (M) 2 0 0

Conc equil. (M) 2(1–0,33) 2·0,33 0,33

[NO]2·[Cl2] (0,67 M)2·(0,33 M)

KC = ––––––––– = ––––––––––––––– = 0,083 M

[NOCl]2 (1,33 M)2

- El equilibrio se desplazará hacia la izquierda pues existen menos moles en los reactivos (2) que en los productos (2+1) y según el principio de L’Chatelier al aumentar la presión el equilibrio se desplazará hacia donde se produzca un descenso de la misma, es decir, hacia donde menos moles haya.

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a) Equilibrio: SbCl5(g) SbCl3(g) + Cl2(g)

cinic(mol/l) 0,2/0,4 0 0

cequil(mol/l) 0,5(1–a) 0,5 a 0,5 a

[SbCl3] ·[Cl2] 0,5 a · 0,5 a

KC = ––––––––– = ––––––––––– = 9,32 · 10–2

[SbCl5] 0,5(1–a)

De donde: a = 0,348

[SbCl5] = 0,5 M · (1 – 0,348) = 0,326 M

[SbCl3] = 0,5 M · 0,348 = 0,174 M

[Cl2] = 0,5 M · 0,348 = 0,174 M

b) ctotal = 0,326 M + 0,174 M + 0,174 M = 0,674 M

ptotal = ctotal·R·T = 0,674 mol·L–1·0,082 atm·L·mol–1·K–1·455 K

ptotal = 25 atm

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Equilibrio: H2(g) + I2(g) 2 HI(g)

ninic(mol) 4 2 0

nequil(mol) 2,5 0,5 3

cequil(mol/l) 0,25 0,05 0,30

[HI]2 (0,30 M)2

KC = ––––––– = ––––––––––––––– = 7,2

[H2]·[I2] (0,25 M) ·(0,05 M)

KP = KC ·(R·T)Dn = 7,2·(0,082·523)0 = 7,2

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Equilibrio: CH3COOH + CH3CH2OH CH3COO–CH2CH3 + H2O

ninic(mol) 30/60 = 0,5 46/46 = 1 0 0

nequil(mol) 0,5 – 0,42 1 – 0,42 36,96/88 = 0,42 0,42

cequil(mol/l) 0,08/V 0,58/V 0,42/V 0,42/V

[CH3COO–CH2CH3]·[ H2O] (0,42/V)·(0,42/V)

KC = –––––––––––––––––––––– = –––––––––––––– = 3,80

[CH3COOH]·[CH3CH2OH] (0,08/V)·(0,58/V)

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Equilibrio: 2 HI(g) H2(g) + I2(g)

cinic(mol/l) 3/5 2/5 1/5

[H2]0·[I2]0 0,4 · 0,2

Q = –––––––– = ––––––– = 0,22 > KC

([HI]0)2 (0,6)2

Luego el equilibrio se desplazará hacia la izquierda

cequil(mol/l) 0,6 + 2x 0,4 – x 0,2 – x

[H2]·[I2] (0,4 – x)·(0,2 – x)

KC = ––––––– = –––––––––––––– = 0,025

[HI]2 (0,6 + 2x)2

Resolviendo la ecuación de segundo grado se obtiene que: x = 0,131

[HI] = 0,6 + 2x = 0,6 + 2 · 0,131 = 0,862 M

[H2] = 0,4 – x = 0,4 – 0,131 = 0,269 M

[I2] = 0,2 – x = 0,2 – 0,131 = 0,069 M

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Equilibrio: 3 H2(g) + N2(g) 2 NH3(g)

ninic(mol) 3,23/2 = 1,63 28/28 = 1 0

nequil(mol) 1,63 – 0,45 1 – 0,15 5,11/17 = 0,30

cequil(mol/l) 0,588 0,43 0,15

[NH3]2 (0,15 M)2

KC = ––––––––– = ––––––––––––– –– = 0,257 M–2

[N2]·[H2]3 0,43 M·(0,588 M)3

KP = KC ·(R·T)Dn = 0,257 ·(0,082·623)–2 atm–2 = 9,85·10–5 atm–2

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a) Equilibrio: Br2(g) + I2(g) 2 BrI(g)

n0(mol) 1,280/159,8 2,032/253,8 0

c0(mol/l) 0,0080/0,4 0,0080/0,4 0

cequil(mol/l) 0,020 – x 0,020 – x 2x

[BrI]2 4x2

KC = ––––––– = ––––––––– = 280 Þ x1 = 0,0179; x2 = 0,0227

[Br2]·[I2] (0,020 – x)2

[Br2] = 0,020 M – 0,0179 M = 0,0021 M

[I2] = 0,020 M – 0,0179 M = 0,0021 M

[BrI] = 2 · 0,0179 M = 0,0358 M

ctotal = 0,0021 M + 0,0021 M + 0,0358 M = 0,040 M

ptotal = ctotal ·R·T = 0,040 · 0,082 · 423 atm = 1,39 atm

b) V(Br2) [Br2] 0,0021 M

%vol(Br2) = –––––