IES POLITÉCNICO SORIA - (Dep. de Física y Química)

Transcripción

1 IES OLIÉCI SORIA - (De. de Física y Química) EQUILIBRIO QUÍMI EJERCICIOS - VARIABLES E EJERCICIOS DE EQUILIBRIO * Catidades iiciales moles iiciales, arciales, mol/l. iiciales moles, arciales, mol/l. e el equilibrio * Catidades e el equilibrio Valor de α (grado de disociació) * Kequilibrio Kc o K Cosiderar, cuado se tega e u estado iicial catidades de todos los reactivos y roductos, hacia dode va la reacció. Comarado Q co Kequilibrio. Cálculo de Kc, co datos iiciales y u dato de catidad e el equilibrio E u matraz cerrado de L, se itroduce,64 g de y 9,8 g de. E el equilibrio se mide la catidad de y hay,7 mol. Calcular Kc de la reacció: (g) (g) + (g) (g) (g) + (g) esteq ii,9, - equi (mol),9-x,+x x,7,+,,46,, Co el dato del del equilibrio:,9-x,7.. x, mol Co estos valores Kc:,46, Kc Kc [ ] [ ] Kc, [ ],7 Matraz cerrado V L Iicial:,64 g,9 mol 9,8 g, mol,7 mol Calcular Kc. Cálculo de cocetracioes e el equilibrio, coocida Kc y u dato de catidad e el equilibrio. E u matraz cerrado de,8l a cierta temeratura se da la siguiete reacció de equilibrio, cuya Kc,: SO (g) SO (g) + O (g) La catidad de O e el equilibrio es, mol Calcular: a). Las cocetracioes de todas las sustacias e el equilibrio. b). el grado de disociació (α) SO (g) SO (g) + O (g) esteq ii - - equi (mol) -x x x [ ]equi mol/l,48/,86,8 4/,8 /,8, Matraz cerrado V,8L Kc,, mol O Calcular cocetracioes de las sustacias e el equilibrio y α Como se cooce Kc se uede calcular : 4 [ SO ] [ O ],8,8 4 Kc, 48, [ SO] 4,8,8, ,48 mol 4,8 Se coloca los valores e la table y se exresa las cocetracioes. Comrobació de Kc co estos valores:, Kc,... correcto 6,8 4 48, 6,8 4,48 mol,8

2 IES OLIÉCI SORIA - (De. de Física y Química) moles disociados moles iiciales x 4 7,48 b). α α α α,9 α,9%. Cálculo de Kc, dada ua catidad iicial y otro otro dato del equilibrio (α) E u matraz cerrado de,l a cierta temeratura se da la siguiete reacció de equilibrio: Cl (g) Cl (g) + Cl (g) La catidad iicial de de Cl es,7 mol y el grado de disociació e el equilibrio es del 6,% Calcular Kc Cl (g) Cl (g) + Cl (g) esteq ii,7 - - equi (mol),7-x x x,7-,47,8,47,47 Co la defiició de grado de disociació se uede calcular x: x α x α x,7,6,47 mol... se coloca los valores e la tabla y se calcula Kc:,47,47 [ Cl ] [ Cl ],, Kc Kc Kc [ Cl],8,,8 4. Cálculo de K a artir de comosició e % e masa del sistema e equilibrio. Lo articular de este ejercicio es asar los % e masa a % e mol, ara usar fraccioes molares: El óxido de hierro(ii) se reduce a hierro metálico mediate la acció del moóxido de carboo de acuerdo co la reacció: FeO(s) + (g) Fe(s) + (g) Cuado la reacció llega al equilibrio, a la temeratura de ºC, la comosició e masa de la mezcla gaseosa es de 6,% de y de 8,7% de. Calcular K. FeO(s) + (g) Fe(s) + (g) esteq. K... tot tot tot tot tot tot Se debe trasladar los % e masa a fracció e mol. Suoer g de mezcla de y : mol 6, g,87,9 mol... χ 8 g mol 8,7 g,887,88 mol... χ 44 g total,9 +,88,77 mol Ahora se calcula K:,87 tot K K K,7 tot,4,9,7,77,88,87,77 Matraz cerrado V,L Iicial: Cl,7 mol α 6,%,6 Calcular Kc

3 IES OLIÉCI SORIA - (De. de Física y Química). Cálculo de K co dato de equilibrio (α) y resió total A la temeratura de 4ºC el amoiaco se disocia u 4% cuado la resió total es,9 atm, de acuerdo co la reacció: (g) (g) + (g) Calcular: a). La resió arcial de todas las esecies e el equilibrio b). K a esa temeratura (g) (g) + (g) esteq ii - - equi (mol) -x x x - α/ α/ α/ ( - α) x α α x α4%,4 total,9 atm Calcular: arcial de todo K La exresió de K es: K Ahora se exresa las resioes arciales e fució de α y se icluye e la exresió de K. Las resioes arciales se calcula de acuerdo co la ley de Dalto: α / α,4,9, atm α α ( + α / α,4,9,4 atm ( + α) ( +,4) ( + ( α) α,4,9,4 atm + α +,4 Σarciales, +,4 +,4,9atm Ahora se calcula K:,,4 K K K,4 ) ) ( +,4), Se calcula el total de moles e equilibrio, ecesario ara calcular las resioes arciales: total - α + α/ + α/ + α (+α) 6. Cálculo de K co dato de equilibrio (α) y resió total Relació etre costates de equilibrio de reaccioes relacioadas. A 4ºC y atm. el amoiaco esta disociado e u 9% de acuerdo co la reacció: (g) (g) + (g). a. Calcular Kc y K ara la reacció aterior a dicha temeratura. b. Calcular Kc y K ara la reacció de formació: / (g) + / (g) (g) Sol: K formació,8; Kc formació,99 (g) (g) + (g) esteq ii - - equi - x x x - α/ α/ α/ ( - α) La exresió de K es: K α x α x Se calcula el total de moles e equilibrio, ecesario ara calcular las resioes arciales: total - α + α/ + α/ + α (+α) Ahora se exresa las resioes arciales e fució de α y se icluye e la exresió de K. Las resioes arciales se calcula de acuerdo co la ley de Dalto:

4 IES OLIÉCI SORIA - (De. de Física y Química) Ahora se calcula K: α / α,9,7 atm ( + α) ( +,9) α / α,9 7, atm ( + α) ( +,9) ( α) α,9, atm + α +,9,7 7, K K K, 9,7 Co la relació etre K y Kc y calculado 4- mol K K 9,7 Kc ( R ) Kc Kc Kc,99 ( R ) (,8 67) b. () (g) (g) + (g). () / (g) + / (g) (g) Como se arecia la relació etre las dos reaccioes es: reacció () Reacció () K() K() K() Y Kc() siedo ahora K() Kc() ( R )... or tato : (/ + / ),8 Kc() (,8 67) K(),8 9,7 Kc(),99 7. Cálculo de K co dato de equilibrio (α) y resió total A 8ºC y atm el etacloruro de atimoio gaseoso se disocia e u % ara descomoerse e tricloruro de atimoio y cloro molecular, ambos gaseosos. Calcula e valor de K y Kc. Sol: K9,9 - ; Kc,64 - a. Se aota la reacció y las catidades e equilibrio: (g) (g) + Cl (g) esteq ii - - equilib - x x x - α α α ( - α) La exresió de K es: K Cl Ahora se exresa las resioes arciales e fució de α y se icluye e la exresió de K. Las resioes arciales se calcula de acuerdo co la ley de Dalto: Cl Cl α α,, atm + α +, Ahora se calcula K: α α,, atm + α +, ( α) α,,8 atm + α +, Cl,, K K K 9,9,8 Co la relació etre K y Kc y calculado - mol Se escribe los moles e equilibrio e fució de α: x α x α Se calcula el total de moles e equilibrio, ecesario ara calcular las resioes arciales: total - α + α + α + α (+α) 4

5 IES OLIÉCI SORIA - (De. de Física y Química) K 9,9 K Kc ( R ) Kc Kc Kc,64 ( R ), Cálculo de las catidades de equilibrio y valor de Kc y K dadas uas catidades iiciales y otra de equilibrio. E u reciiete de litros se itroduce,6 moles de y,9 moles de y se calieta a ºC, llegádose al equilibrio: (g) + (g) (g) + O(g) Ecotrádose, moles de e el equilibrio. Calcula los moles de los otros gases e el equilibrio así como Kc y K a esta temeratura. Sol:, mol; O,6 mol; Kc,486; K,486 Se coloca e ua tabla los datos coocidos: (g) + (g) (g) + O(g) esteq ii,6,9 equilib,6-x,9-x x x,,9-x,,6,6 Como e el equilibrio:,6-x, mol x,6 mol, co esto se cooce todas las catidades e el equilibrio. - * Como V L. Auque e este caso V o ifluye ya que gases: (,6 / V ) (,6 / V ) Kc,486 (, / V ) (,/ V ) Como: K Kc ( R ) y K Kc K, Dada ua situació de equilibrio se añade ua catidad de u reactivo. Coocida Kc calcular catidades e el uevo equilibrio. riciio de Le Chatelier. Alcazado el equilibrio aterior se añade, moles de mateiedo costate la temeratura. Calcular los moles de las sustacias e el uevo equilibrio. Justificar las uevas catidades e equilibrio co el riciio de Le-Chatelier. Sol:,7; O, artiedo de la situació del equilibrio aterior se añade, moles de hidrógeo: (g) + (g) (g) + O(g) esteq ii,,+,,6,6 equilib,-x,-x,6+x,6+x,-,7,7,-,7,7,6+,7,,6+,7, Al añadir al equilibrio u reactivo, el sistema se deslazará hacia roductos. Como se matiee costate la temeratura, Kc será costate: (,6 + x),6 + x,6 + x Kc Kc, x, 7 mol (, + x), + x, + x Se coloca las catidades e la tabla y se comrueba Kc co estos valores:,, Kc Kc, correcto ( Kc,486),7,7. riciio de Le Chatelier: Dadas K a diferetes temeraturas, razoar edo o exotérmica. ermodiámica y equilibrio. Ecuació de Va t off ara la disociació del Cl (g) e Cl (g) y Cl (g), K(),4 a K y K(), a 7K. a). Razoar si dicha reacció es exotérmica o edotérmica. b). Calcula el de la reacció de disociació (Ecuació de Va t off) Sol: a) edotérmica; b) 9,4 kj

6 IES OLIÉCI SORIA - (De. de Física y Química) a). Al subir la temeratura (oer eergía) K aumeta, lo cual idica que el equilibrio se deslaza hacia roductos. La reacció debe ser: A+B + Q C A+B C (ositivo) edotérmica Si a ua reacció e equilibrio edotérmica se admiistra eergía el sistema tederá a retirar eergía deslazádose hacia roductos. b). De acuerdo co la exresió de Va t-off: K l K R, l,4 R l,,4 R 94 J 7 9,4kJ. Deslazamieto del equilibrio. riciio de Le Chatelier Aalizar e la reacció a ºC: 4Cl(g) + O O(g) + Cl (g) - kj cómo afecta los siguietes cambios al redimieto e la obteció de Cl : a).aumetar la tª. b).aumetar la total, dismiuyedo el volume. c).aumetar la [O ]. d).elimiar vaor de agua. e).añadir u catalizador. Sol: a) Desl. hacia reactivos; b) Desl. hacia roductos; c) Desl. hacia roductos; d) Desl. hacia roductos; e) o se deslaza el equilibrio, solo se llega ates a él. 6