(g) ; K c ] [O 2 [SO 3 ] 2 ] 2 [O 2. K c [SO 2. O (g) ; K c

Transcripción

1 8 Equilibrio químico Actividades del interior de la unidad 1 Explica brevemente qué significa que el equilibrio químico es un proceso dinámico Equilibrio dinámico significa que los procesos químicos no se han detenido y siguen activos, pero que la igualación de la velocidad de los procesos directo e inverso provoca una estabilización de las concretaciones de reactivos y productos Escribe la expresión de la constante de equilibrio para las siguientes reacciones reversibles: a) SO 1 1/ O SO 3 b) SO 1 O SO 3 c) 4 NH O 4 NO 1 6 H O a) SO 1/ O SO 3 ; K c [SO 3 [SO [O 1/ b) SO O SO 3 ; K c [SO 3 [SO [O c) 4 NH 3 5 O 4 NO 6 H O ; K c [NO 4 [H O 6 [NH 3 4 [O 5 3 La reacción I 1 H HI tiene, a 448 ºC, un valor de la constante K c de 50 Se introducen en un recipiente cerrado 1 mol de yodo y moles de hidrógeno Calcula la composición final de la mezcla expresada en mol Equilibrio de reacción: I H HI ; K c 50 Moles iniciales: 1 Moles equilibrio: 1 x x x [HI V K c ; 50 ; 50 [I [H 1 x x V de aquí se obtiene la ecuación: 46 x 150 x 100 0, cuya única solución aceptable es x 0,934 mol Por tanto, al final, en el equilibrio, será: n I 0,066; n H 1,066; n HI 1,868 V 4 x 3 x x 114 Unidad 8 Equilibrio químico

2 4 A 473 K, la constante de equilibrio K c para la reacción: es 0,65 N 3 H NH 3 En un recipiente cerrado de litros se introducen 0,030 moles de nitrógeno, 0,05 moles de hidrógeno y 0,080 moles de amoniaco a) Indica si el sistema se encuentra en equilibrio b) En caso negativo, predice en qué sentido se desplazará la reacción [NH (0,080/) 3 a) Q c 5, Como Q c > K c, el sistema no [N (0,030/) (0,05/) 3 [H 3 está en equilibrio b) El sistema evoluciona hacia la izquierda, es decir, hacia la descomposición del amoniaco 5 En el ejercicio resuelto 4 se modifica la temperatura, con la misma composición molar inicial Podemos afirmar que el sistema seguirá sin estar en equilibrio? Para poder responder a la pregunta, necesitamos conocer el valor de la constante de equilibrio: al modificar la temperatura, la constante de equilibrio cambiará 6 Deduce la expresión que relaciona K c y a para la reacción de descomposición del pentacloruro de fósforo que aparece en la tabla Reacción de equilibrio: PCl 5 PCl 3 Cl Concentraciones iniciales: C 0 Concentraciones en equilibrio: C 0 (1 α) C 0 α C 0 α [PCl 3 [Cl C 0 α C 0 α K c ; K c [PCl 5 C 0 (1 α) C 0 α 1 α 7 En un matraz de 1 litro en el que se ha hecho el vacío, se introducen 6,66 gramos de N O 4, y se calienta a 35 ºC En esas condiciones, el N O 4 se disocia según la ecuación: N O 4 NO siendo la presión total en el equilibrio,17 atm Calcula: a) El grado de disociación en esas condiciones b) El valor de K c Reacción de equilibrio: N O 4 NO Moles iniciales: 6,66/9 Moles en equilibrio: 0,074 x x Moles totales: n (0,074 x) x x 0,074 Unidad 8 Equilibrio químico 115

3 Aplicamos la ecuación de los gases ideales: p V n R T ; n n Por tanto, x n 0,074 0,0135 mol a) El grado de disociación es α 0, ,19 (19%) 0, 074 [ NO eq b) K c ( 0, 07/1) ; K [ N O 0, 0589/1 c 1, eq 8 Para el equilibrio: NO 1 CO N 1 CO 0,0859 mol se sabe que H < 0 Indica tres formas de actuar sobre el equilibrio que reduzcan la formación de CO, gas muy tóxico Reducir la temperatura Aumentar la presión Retirar el CO formado,17 atm 1 L 0,08 atm L K 1 mol 1 (35 73) K p V R T 9 Qué le ocurre al equilibrio anterior si añadimos un gas inerte?: a) a V 5 cte, y b) a p 5 cte a) Si añadimos un gas inerte a volumen constante, estamos aumentando la presión de todo el sistema Sin embargo, esto no afecta al equilibrio b) Si añadimos un gas inerte a presión constante, el sistema aumentará de volumen de manera que las concentraciones no varíen, y el equilibrio no se altere 10 La sílice impregnada de cloruro de cobalto (II) se emplea como indicador de humedad, debido al cambio de color que presenta el equilibrio: [Co(H O) 6 Cl (s, rosa) [Co(H O) 4 Cl (s, azul) 1 H O La aparición de color azul, significa que el aire está seco o húmedo? Por qué? La aparición de color azul indica que el aire está seco En tal caso, el equilibrio está desplazado hacia la derecha Cuando aparece el color rosa, es porque la sílice está impregnada de humedad 11 Encuentra la expresión general que relaciona solubilidad y la constante de solubilidad para una sal del tipo C A 3 Equilibrio iónico de solubilidad: C A 3 (s) C 3 (aq) 3 A (aq) Por tanto, [C 3 S y [A 3 S, donde S es la solubilidad, en mol L 1, de C A 3 Así que, K s [C 3 [A 3 ( S) (3 S) 3 ; K s 108 S Unidad 8 Equilibrio químico

4 1 Justifica si se formará o no precipitado de cloruro de plata, al añadir 500 ml de una disolución 0,1 M de AgNO 3 a 50 ml de una disolución 0,01 M de NaCl [Ag [Cl 0,1 0,5 0, 75 0,01 0,5 0,, Como el producto iónico es mayor que K s, sí precipitará AgCl (s) 13 Una disolución de 1,00 L contiene 5,00 g de iones F y 5,00 g de iones SO 4 Se añade poco a poco una disolución que contiene iones Ba Indica qué sal precipitará primero Suponiendo que el volumen total no cambia, la concentración de Ba que provoca precipitación es: K BaF : [Ba s [F 1, ,00 /19 1, mol L 1 K BaSO 4 : [Ba s [SO 4 Precipita primero el BaSO 4 1, ,00 /96 1, mol L 1 14 Propón un método químico que permita: a) la solubilización del hidróxido de magnesio, y b) una disminución en la solubilidad del yoduro de plomo a) La adición de un ácido b) La adición de iones I o Pb procedentes de sales más solubles que el PbI 15 Calcula, a 5 C, la solubilidad del sulfato de bario en: a) agua pura, y b) en una disolución de sulfato de sodio 10 3 M a) En agua pura: K s [Ba [SO 4 S S S ; S K s 1, S 1, mol L 1,5 mg L 1 K b) En disolución [Na SO : K s S (S 10 3 ) S 10 3 s ; S 1 S 1, mol L 1 0,06 mg L Además de regular las condiciones de presión y temperatura, existe alguna otra forma de aumentar el rendimiento en la formación de amoniaco que no sea añadir más reactivos? Sí, la retirada del amoniaco formado Como el NH 3 es más fácil de condensar que H y N, se separa de la mezcla gaseosa por licuefacción Unidad 8 Equilibrio químico 117

5 17 Busca información complementaria del papel que desempeña el NO en nuestro organismo El NO es el factor relajante del endotelio de los vasos sanguíneos, que regula el tono vascular El descubrimiento del NO ha permitido comprender el mecanismo de acción de los nitritos y nitratos vasodilatadores, fármacos ampliamente utilizados contra la enfermedad coronaria Además, el NO inhalado ha empezado a emplearse con éxito en una enfermedad grave que tienen algunos niños recién nacidos: la hipertensión pulmonar primaria Pero quizás el aspecto más fascinante de la biología del NO es que no ha hecho más que empezar Además de su función vascular, el NO participa en otras funciones tan diversas como la defensa ante la invasión por algunos microorganismos, la erección del pene y la transmisión de información entre determinados grupos de neuronas [Fuente: «El descubrimiento del ácido nítrico y su importancia como mediador biológico» Diario El País, 4 de noviembre de Unidad 8 Equilibrio químico

6 Actividades del final de la unidad 1 Escribe la expresión de las constantes de equilibrio K p y K c para cada una de las siguientes reacciones reversibles: a) F 1 NO Æ NOF b) 1/ F 1 NO Æ NOF c) 4 NH O Æ 4 NO 1 6 H O a) F NO p FNO FNO : K p ; K pf p c b) 1/ F NO pf NO FNO : K p ; K p 1/ c F NO p NO [FNO [F [NO [FNO [F 1/ [NO 6 4 c) 4 NH 3 5 O p p HO NO [NO 4 [H O 6 4 NO 6 H O : K p ; K 4 5 p p c [NH 3 4 [O 5 NH3 O El equilibrio: PCl 5 Æ PCl3 1 Cl tiene un valor de K p igual a cuando la temperatura es 70 ºC Se mezclan en un recipiente cerrado de 0 L 0,1 moles de PCl 3 y 0, moles de Cl, y se espera hasta alcanzar el equilibrio a esa temperatura Calcula la presión que en ese momento ejerce la mezcla de gases Reacción de equilibrio: PCl 5 PCl 3 Cl ; K p Moles iniciales: 0,1 0, Moles en equilibrio: x 0,1 x 0, x Moles totales en equilibrio: n x (0,1 x) (0, x) (0,3 x) La presión total en el equilibrio vale: p n R T V ; sustituyendo datos, queda: p (0,3 x) mol 0,08 atm L K 1 mol 1 (70 73) K 0 L p,63 (0,3 x) atm Unidad 8 Equilibrio químico 119

7 Y sustituyendo ahora p en la expresión de K p, queda: p p PCl p 3 Cl 0, 1 x 0, 3 x K p ; p PCl5 p 0 0 x p 0,3 x, x, 3 x p (0,1 x) (0, x) 0,3 x x,63 (0,1 x) (0, x), de donde se obtiene x 1,198 x 0,0 0, cuya x única solución aceptable es x 0,017 mol Por tanto, en el equilibrio, p,63 Ò (0,3 0,017) 0,63 atm 3 Para el equilibrio: SO Cl Æ SO 1 Cl es K p 5,4, a 375 ºC En un recipiente de 1 L se colocan 6,7 g de SO Cl, se cierra y se calienta hasta la temperatura citada Calcula la presión parcial que ejercerá cada gas en el equilibrio Reacción de equilibrio: SO Cl SO Cl ; K p,4 Moles iniciales: 6,7/135 Moles en equilibrio: 0,05 x x x Moles totales en equilibrio: n (0,05 x) x x 0,05 x La presión total en el equilibrio vale: p p S p O Cl Sustituyendo en la expresión de K p, queda: p SOCl 53,136 (0,05 x) atm x x p x p 0,05 x p 0,05 x 0, 05 x,4 5 3,136 x 0,05 x 0,05 x p 0, 05 x 0, 05 x de donde se obtiene la ecuación: 53,136 x,4 x 0,1 0 de donde se obtiene, x 0,03 mol Así que: p Cl p SO 53,136 Ò (0,05 0,03) Ò p SO Cl 53,136 Ò (0,05 0,03) Ò n R T V 0,03 (0,05 0,03) (0,05 0,03) (0,05 0,03) 1,594 atm 1,063 atm 10 Unidad 8 Equilibrio químico

8 4 Se introducen 1,00 mol de H y 1,00 mol de CO en un recipiente de 4,68 L a 000 K En esas condiciones tiene lugar la reacción: H 1 CO Æ H O 1 CO siendo K c 5 4,40 Calcula la concentración de cada especie en el equilibrio Equilibrio de reacción: H CO H O CO ; K c 4,40 Moles iniciales: 1,00 1,00 Moles en equilibrio: 1 x 1 x x x x x [H x x O [CO 4,68 4,68 Sustituyendo en K c ; 4,40 (1 x) [H [CO 1 x 1 x 1 x 4,68 4,68 de donde se obtiene x 0,677 mol Por tanto: 5 A 98 K, la K p del equilibrio: (1 0,677) [H eq [CO eq 0,069 mol L 1 4,68 [H O eq [CO eq 0, 677 0,145 mol L 1 4, 68 NO Æ N O 4 es igual a 6,7 Razona en qué sentido evolucionará una mezcla de los dos gases cuya presión parcial sea la misma e igual a 1 atm Calcula la presión parcial de los dos gases cuando se alcance el equilibrio El cociente de reacción vale Q p 1 1 1, que es inferior a K p 6,7 La mezcla evoluciona hacia la formación de N O 4 pn O4 (1 x) En el equilibrio: K p ; 6,7, donde x es el incremento de la presión p (1 x) NO parcial de N O 4 De aquí se obtiene la ecuación de grado: 6,8 x 7,8 x 5,7 0 Por tanto, x 0,81 atm, y p N O 4 1,81 atm, p NO 0,438 atm 6 En un matraz de reacción de L se introducen,5 moles de NaHCO 3, 0,15 moles de Na CO 3,,5 10 moles de CO y 4, moles de H O; todos ellos en el estado de agregación que indica la siguiente ecuación ajustada: Na CO 3 (s) 1 CO 1 H O Æ NaHCO3 (s) Se encuentra el sistema en equilibrio? En caso negativo, razona hacia dónde se desplazará el equilibrio Dato: K c Es un equilibrio heterogéneo 1 1 Q c [CO inicial [H O inicial 0, Como Q c > K c, el sistema no está en equilibrio Evolucionará hacia la izquierda, es decir, hacia la descomposición de NaHCO 3 Unidad 8 Equilibrio químico 11

9 7 A ºC, el equilibrio: tiene una K p 5 1,65 CO 1 C(s) Æ CO En un recipiente de 5 L, se analiza la mezcla en un momento dado, encontrándose que existen 0,30 moles de CO y 0,10 moles de CO Razona si la mezcla se encontraba en equilibrio Si no fuese así, calcula para qué valores de CO y CO el sistema lo estará Como es un equilibrio heterogéneo, en Q p y K p solo intervienen las especies gaseosas: 0,1 R T p V CO R T Q p 0, 1 p V 0, 3 CO 0,3 R T V 0 0,08 atm L K 1 mol K, 1 0,696 5 L 0, 3 Q p 0,696, que es menor que K p 1,65 El sistema no está en equilibrio y evoluciona hacia la formación de CO: R T (0,1 x) 0,01 4 x 4 x K p 1,65 ; 1,65 0,88 V (0,3 x) (0,3 x) De aquí se obtiene la ecuación de grado: 4 x 0,479 x 0,0137 0; x 0,039 mol En el equilibrio, n CO 0,1478 mol y n CO 0,761 mol 8 El COCl gaseoso se disocia a K según el equilibrio: COCl Æ CO 1 Cl calcula el valor de K p cuando la presión del sistema en equilibrio es 1 atm y el grado de disociación es del 49% Reacción de equilibrio: COCl CO Cl Moles iniciales: n i Moles en equilibrio: n i (1 0,49)0,49 n i 0,49 n i ; n total n i (1 0,49) p CO p Cl 1 atm 0,49 n i n i (1 0,49) 0,39 atm n p COCl 1 atm i (1 0,49) 0,34 atm n i (1 0,49) p C p O Cl (0, 39) K p 0,3 p 0, 34 COCl 1 Unidad 8 Equilibrio químico

10 9 A 000 ºC, el dióxido de carbono se descompone según la ecuación: CO Æ CO 1 O Sabiendo que, cuando la presión total es 1 atm, la presión parcial de O vale 0,3 atm, calcula el valor de K p, el grado de disociación, así como las presiones parciales que ejerce cada gas en el equilibrio Reacción de equilibrio: CO CO O Si llamamos x p O, será: p CO p O x y p CO 1 p CO p O 1 3 x Como p O 0,3 atm, será p CO 0,46 atm y p CO 0,31 atm De CO se forma tanto como CO se ha disociado, y por tanto: 0,46 α 0,6 (disociado al 60%) 0,31 0,46 p p CO O 0,46 0,3 La constante de equilibrio K p ; K 0,3 1 p 0,51 p CO 10 El cloruro de nitrosilo, NOCl, se disocia según el siguiente equilibrio: NOCl Æ NO 1 1/ Cl Cuando se calienta a 350 ºC una muestra de NOCl que pesa 1,75 g en un recipiente cerrado de 1 L, se observa una presión total de 1,75 atm Calcula el grado de disociación del NOCl Reacción de equilibrio: NOCl NO 1/ Cl Moles iniciales: 1,75/65,5 Moles en equilibrio: 0,067 (1 α) 0,067 α 0,067 α Moles totales: n 0,067 (1 α) 0,067 α 0,067 a 0,067 1 α Aplicando la ecuación de los gases perfectos: p V n R T ; n n 1,75 atm 1 L 0,08 atm L K 1 mol 1 (350 73) K 0,0343 mol p V R T ; y De aquí: 0,0343 0,067 1 α ; α 0,57 es el grado de disociación del NOCl 11 Escribe la expresión de las constantes de equilibrio K p y K c para cada una de las siguientes reacciones reversibles: a) H 1 I (s) Æ HI b) Fe O 3 (s) 1 CO Æ FeO(s) 1 CO c) NH 4 Cl(s) Æ NH3 1 HCl Unidad 8 Equilibrio químico 13

11 a) H I (s) HI: K p p HI ; K p c [ HI [ H b) Fe O 3 (s) CO pc O FeO(s) CO : K p ; K p c [ CO [ CO c) NH 4 Cl(s) NH 3 HCl: K p p NH3 p HCl ; K c [NH 3 [HCl H CO 1 En un recipiente de 0, L en el que se ha hecho el vacío, se introducen 0,001 g de H y 3, g de H S Se calienta el sistema a 380 K, con lo que se establece el equilibrio: H S Æ H 1 S(s); K c 5 7,0 10 Calcula la presión total en el equilibrio Reacción de equilibrio: H S H S(s); K c 7,0 10 Moles iniciales: 3,/34 0,001/ Moles en equilibrio: [ H Como K c, será: 0,07 [ H S (0,094 x) ( x) x ( x) 0, (0,094 x) 0, El número total de moles de gas en equilibrio es: ; por tanto, x 5, mol n (0,094 5, ) ( , ) 0,0945 mol Por tanto, n R T 0,0945 mol 0,08 atm L mol 1 K K p 14,7 atm V 0, L Obsérvese que el número total de moles de gas no depende de la posición del equilibrio; vale en todo momento 0,0945 mol 13 En un recipiente vacío se introduce bicarbonato sódico sólido Se cierra el recipiente y se calienta a 10 ºC, produciéndose la reacción: NaHCO 3 (s) Æ Na CO 3 (s) 1 CO 1 H O Sabiendo que en el equilibrio la presión del sistema es de 1 70 mmhg, calcula K p y K c Por ser equilibrio heterogéneo, K p p CO p H O, donde p CO p H O p Por tanto, K p p (170 /760) 1,8, donde hemos expresado la presión en 4 4 atmósferas Por otra parte, K p K c (R T) n Como n, será: 1,8 K c 1, [0,08 atm L K 1 mol 1 (10 73) K 14 Unidad 8 Equilibrio químico

12 14 A 100 ºC, el tetraóxido de dinitrógeno se descompone en dióxido de nitrógeno, gas pardo-rojizo, según: N O 4 Æ NO ; H 5 57 kj Al elevar la temperatura, la mezcla se hará más clara o, por el contrario, más oscura? Como el proceso es endotérmico, H > 0, un aumento de la temperatura desplaza el equilibrio hacia la formación de NO La mezcla se hará más oscura 15 En la síntesis de NH 3 por el método Haber se recomiendan presiones muy altas y temperaturas del orden de 500 ºC, al tiempo que se va eliminando continuamente el producto formado Justifica cada una de estas recomendaciones Las presiones altas favorecen la formación de NH 3, porque se reduce el número de moléculas de gas presentes La temperatura elevada, 500 C, perjudica el rendimiento porque la formación del NH 3 es exotérmica; sin embargo, es imprescindible para aumentar la velocidad del proceso La retirada del amoniaco formado desplaza el equilibrio N 3 H NH 3 hacia la derecha y favorece el rendimiento el proceso 16 La figura inferior muestra la evolución en el tiempo de las concentraciones de NH 3, H y N contenidas en un recipiente cerrado: Concentración NH 3 H N t 1 t Tiempo a) Qué perturbación se produjo en el instante t 1? b) Anteriormente a t 1, se encontraba el sistema en equilibrio? c) Cómo ha respondido el sistema a la perturbación producida? a) En t 1, se produjo la retirada o eliminación de NH 3 b) Sí, las concentraciones no variaban con el tiempo c) Consumiéndose algo de H y N para regenerar parte del NH 3 retirado y alcanzar nuevas concentraciones de equilibrio 17 Para el siguiente equilibrio gaseoso: CO 1 O Æ CO ; H < 0 indica razonadamente cómo influye sobre el equilibrio: a) un aumento de la temperatura; b) una disminución en la presión; c) un aumento de la concentración de O Unidad 8 Equilibrio químico 15

13 a) Como el proceso directo es exotérmico, H < 0, un aumento de temperatura favorece el proceso inverso, es decir, el equilibrio se desplaza a la izquierda b) La disminución de presión favorece la descomposición del CO, ya que así aumenta el número de moléculas de gas presentes Se desplaza a la izquierda c) Un aumento de [O desplaza el equilibrio a la derecha; así se consume, en parte, el equilibrio 18 Sabiendo que el producto de solubilidad, a 5 ºC, del CaCO 3 es 4,8 10 9, determina su solubilidad, expresada en mg/l, en: a) agua pura; b) una disolución 0,05 M de CaCl K s [Ca [CO 3 para el equilibrio CaCO 3 (s) Ca (aq) CO 3 (aq) a) En agua pura, [Ca [CO 3 S, donde S es la solubilidad Por tanto: 4, S 100 g S 6, mol L 1 6, mol L mg 6,9 mg L 1 1 mol 1 g b) En presencia de una disolución 0,05 M de CaCl, será: [CO 3 S; [Ca S 0,05 0,05 Por tanto, 4, S 0,05; S 9, mol L 1 9, mol L 1 Por efecto del ion común, la solubilidad se reduce casi mil veces El pequeño valor de S justifica la aproximación: S 0,05 0,05 19 Determina si precipitará BaSO 4 al mezclar volúmenes iguales de una disolución de Na SO M con otra de Ba M El producto de las concentraciones iónicas vale: 3 [Ba [SO , como este valor es mayor que K s, precipita BaSO Se añade lentamente CaCl a una disolución acuosa que contiene iones F e iones CO 3, ambos en concentración 10 9 M Determina cuál de las dos sales cálcicas precipitará primero Las concentraciones de [Ca necesarias para que precipiten CaF y CaCO 3 valen: K CaF : K s [Ca [F ; [Ca s 3 11,4 10 [F ( , mol L 1 ) K CaCO 3 : K s [Ca [CO 3 ; [Ca s 4 9,8 10,4 mol L 1 [CO 9 10 (En ambos casos, se ha supuesto que la adición de la disolución de CaCl no varía apreciablemente el volumen total y, por tanto, [F [CO ) 3 El CaCO 3 precipitará antes, pese a que K s (CaCO 3 ) > K s (CaF ) 16 Unidad 8 Equilibrio químico

14 1 Una disolución es 0,001 M en Sr (II) y M en Ca (II) Si los productos de solubilidad de SrSO 4 y CaSO 4 son, respectivamente, 10 7 y 10 5, determina: a) qué catión precipitará antes cuando se añada Na SO 4 0,1 M?; b) qué concentración quedará del primero cuando empiece a precipitar el segundo? Suponemos, como antes, que la adición de disolución Na SO 4 no altera el volumen total K a) SrSO 4 : K s [Sr s [SO 4 ; [SO mol L 1 [S 3 10 K CaSO 4 : K s [Ca s [SO 4 ; [SO mol L 1 [C Si se añade lentamente, precipitará primero el CaSO 4 b) Para que comience a precipitar el segundo, SrSO 4, la concentración de SO 4 tiene que ser, al menos, 10 4 mol L 1 Como no debe precipitar ya CaSO 4, la concentración de Ca tiene que ser: K [Ca s < ; [Ca < 0,1 mol L 1 [SO r a Unidad 8 Equilibrio químico 17

15 Problemas de Selectividad 1 A 400 ºC, el amoniaco se encuentra disociado un 40% en nitrógeno e hidrógeno cuando la presión del sistema es de 710 mmhg Calcula para el equilibrio: NH N 1 3 H a) Las presiones parciales de cada especie en el equilibrio cuando la cantidad inicial de NH 3 es de 4 moles b) El valor de K p Propuesto en Extremadura, en 007 a) Llamando x al número de moles de NH 3 que se han disociado, el equilibrio de descomposición del amoníaco en sus elementos puede describirse por: Equilibrio de reacción: NH 3 6 N 3 H Nº de moles inicial: Nº de moles en equilibrio: 4 x x/ 1,5 x Nº total de moles: (4 x) (x/) + 1,5 x 4 x Como se ha disociado el 40%, será: x 4 mol Ò (40/100) 1,6 mol Por tanto, el número de moles de cada componente en el equilibrio vale: Y el número total de moles es: NH 3 : 4 mol 1,6 mol,4 mol N : 1,6 mol/ 0,8 mol H : 1,5 Ò 1,6 mol,4 mol,4 mol 0,8 mol,4 mol 5,6 mol Aplicando a cada gas la expresión que relaciona su presión parcial, p i, su fracción molar, X, y la presión total, p t 710/760 0,934 atm, nos queda: p NH 3 0,934 atm Ò 0,400 atm p H 0,400 atm (igual número de moles que en el NH 3 ) p N,4 mol 5,6 mol 0,934 atm (0,400 atm 0,400 atm) 0,134 atm b) Para calcular el valor de K p, escribimos la expresión que toma dicha magnitud para este equilibrio y sustituimos datos: K p p N p3 H p NH3 0,134 Ò (0,400) 3 K p (0,400) 0, Unidad 8 Equilibrio químico

16 Indica, justificando brevemente la respuesta, si son ciertas o falsas las siguientes afirmaciones para la reacción en disolución acuosa A 1 B C, una vez que se ha alcanzado el equilibrio: a) Si en el equilibrio aumentamos la concentración de A, la constante de equilibrio disminuye b) Si aumentamos la presión, la reacción se desplaza hacia la derecha, ya que en el segundo miembro hay menos moles de sustancia c) Si añadimos agua, el equilibrio se desplazará en uno u otro sentido como consecuencia del cambio en las concentraciones El equilibrio a estudiar viene dado por: A B C Propuesto en Aragón, en 007 La aplicación del principio de Le Châtelier nos permite dar respuesta a las cuestiones de este apartado a) Falsa La constante de equilibrio solo depende de la temperatura, por lo que su valor no variará b) Falsa Estamos ante un equilibrio en fase líquida, por lo que los cambios de presión no tienen relevancia en el estado de equilibrio c) Cierta Para comprender la respuesta vamos a escribir la expresión de la constante de equilibrio y ponerla en función del número de moles de cada especie y del volumen Tenemos: K c [C [A [B n C Al añadir agua aumentamos el volumen, V, por lo que el cociente molar ha de disminuir para que el producto de ambos se mantenga constante En concreto, el equilibrio se desplaza hacia la izquierda disminuyendo n C y aumentando n A y n B n C V K c V n A n n A n B B V V Unidad 8 Equilibrio químico 19