S O L U C I O N A R I Unitat 4
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- José Francisco Palma Cortés
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1 S O L U C I O N A R I Unitat 4 Unitat 4. Equilibri químic Qüestions inicials Sabíeu que la toxicitat d algunes substàncies com el cianur o el monòxid de carboni és una qüestió d equilibri? La toxicitat d algunes substàncies, com el monòxid de carboni o el cianur, es deu al fet que l hemoglobina i la mioglobina tenen més afinitat per aquestes substàncies que per l oxigen. Per tant, si són presents en l organisme, l hemoglobina i la mioglobina es combinen amb el monòxid de carboni o el cianur perquè la constant d equilibri és major. Per què durant l estiu s ha d aportar més oxigen als reactors biològics de les depuradores? La concentració d oxigen dissolt en l aigua és un procés afavorit per les baixes temperatures; podem dir que des del punt de vista termodinàmic és un procés exotèrmic; per tant, en augmentar la temperatura, l equilibri es desplaça en sentit endotèrmic. Per què alguns monuments i escultures es guarden en vitrines per raons de conservació? Els monuments que s han de conservar més són els construïts en pedra calcària, ja que aquesta pedra és atacada per l àcid carbònic (reacció entre el diòxid de carboni i la humitat de l aire): CaCO 3(s) + CO 2 + H 2 O $# Ca(HCO 3 ) 2(aq) Quins paràmetres controlaríeu per obtenir la màxima rendibilitat d un procés? Controlaríem els paràmetres amb els quals es pot modificar l equilibri: temperatura, pressió, volum i concentració d alguna de les espècies. Intenteu raonar científicament per què els salmons remunten el riu en èpoques de posta. Aquesta pregunta està relacionada amb la segona. En el naixement dels rius, les aigües són més cristal lines i hi ha més oxigen dissolt. Justifiqueu per què algunes reaccions s han de produir a temperatures molt elevades perquè siguin rendibles. Perquè es tracta d un equilibri endotèrmic i, per tant, per afavorir el rendiment, s ha d augmentar la tempera-tura. Qüestions i problemes 1. Escriviu l expressió de la constant d equilibri de les reaccions següents i indiqueu en quin sentit es desplaça l equilibri. a)c 2 H 4(g) + HCl (g) C 2 H 5 Cl (g) K 25 C = 3, b)c 4 H 10(g) C 2 H 6(g) + C 2 H 4(g) K 25 C = 1, c)ch 2 = CH 2(g) + H 2 O (g) CH 3 CH 2 OH (g) K 25 C = 23,1 a) [C 2 H 5 Cl] K c = = 3, [C 2 H 4 ][HCl] b) [C 2 H 6 ][C 2 H 4 ] K c = = 1, [C 4 H 10 ] c) [CH 3 CH 2 OH] K c = = 23,1 [CH 2 = CH 2 ][H 2 O] Està desplaçada cap a productes. Està desplaçada cap a reactius. Està desplaçada cap a productes.
2 2. En la reacció entre l àcid hipoclorós i l àcid clorhídric s allibera clor. Aquesta és una reacció a la qual tots estem acostumats, ja que alguns productes de neteja contenen hipoclorit. Si tenim una dissolució 2 M d hipoclorit i una dissolució 1 M d àcid clorhídric, quina serà la concentració del clor en l equilibri? HClO + HC Cl 2 + H 2 O K 25 C = 3,125 R: 0,81 M. HClO + HCl $# Cl 2 + H 2 O concentració inicial 2 M 1 M concentració que reacciona x x x x concentració equilibri 2 x 1 x x x [Cl 2 ][H 2 O] x 2 K c = = = 3,125 [HClO][HCl] (2 x)(1 x) 2,125x 2 9,375x + 6,25 = 0 x = 0,818 M 3. En escalfar el HI, es descompon segons la reacció: 2 HI (g) $ I2(g) + H 2(g) A 448 C un recipient tancat conté 0,38 mol de iode, 0,081 mol d hidrogen i 1,24 mol de HI en equilibri. En un altre recipient de 2 dm 3 de capacitat es posen 0,1 mol d hidrogen, 0,1 mol de I 2 i 0,2 mol de HI i es tanca fins a assolir la temperatura de 448 C. Calculeu les concentracions dels gasos en l equilibri. R: [HI] = 0,156 M; [I 2 ] = 0,022 M; [H 2 ] = 0,022 M. 2 HI I 2 + H 2 (0,38) (0,081) K c = = 0,02 (1,24) 2 (0,05) (0,05) Q = = 0,25 (0,1) 2 Q > K c reacció en sentit invers 2 HI $ # I 2 + H 2 concentració inicial 0,2/2 M 0,1/2 M 0,1/2 M concentració inicial 0,1 M 0,05 M 0,05 M concentració que reacciona 2x x x concentració equilibri 0,1 + 2x 0,05 x 0,05 x (0,05 x) 0,02 = 2 (0,1 + 2x) 2 0,92x 2 0,108x + 2, = 0 on x 1 = 0,089 valor no vàlid on x 2 = 0,028 2 HI $ # I2 + H 2 concentració equilibri 0,156 M 0,022 M 0,022 M 4. Digueu si les afirmacions següents són certes o falses: a) Un valor negatiu de la constant d equilibri significa que l equilibri està desplaçat cap a la formació de reactius. b)com que la temperatura no està present en l expressió de la constant d equilibri, no hi influeix. c) Les condicions d equilibri varien segons si considerem la reacció directa o la inversa. d) Els catalitzadors augmenten la constant d equilibri. e) L equilibri és una situació d estancament. a) Fals. La constant d equilibri no pot tenir valor negatiu. b) Fals. La constant d equilibri depèn de la temperatura i té un valor determinat per a cada temperatura. c) Fals. Les condicions d equilibri són úniques i independents de com s ha assolit l equilibri. d) Fals. Els catalitzadors no influencien en el valor de la constant d equilibri. e) Fals. L equilibri és dinàmic.
3 5. A C la constant d equilibri de la reacció entre el monòxid de carboni i l aigua gasosa per formar diòxid de carboni i hidrogen val 0,62. Un recipient tancat conté inicialment 0,01 mol de CO, 0,50 mol de H 2 O, 0,30 mol de CO 2 i 0,10 de H 2. El sistema s escalfa fins a 1000 C. Calculeu la quantitat de cada espècie química present en l equilibri. R: 0,0484 mol CO; 0,5384 mol H 2 O; 0,2616 mol CO 2 ; 0,061 mol H 2. (0,3)(0,1) Q = = 6 (0,01)(0,5) Q > K c = 0,62 reacció en sentit invers CO + H 2 O $# CO 2 + H 2 concentració inicial 0,01/V 0,5/V 0,3/V 0,1/V concentració que reacciona x x x x concentració equilibri (0,01+ x)/v (0,5 + x)/v (0,3 x)/v (0,1 x)/v (0,3 x)/v (0,1 x)/v K c = = 0,62 (0,01+ x)/v (0,5 + x)/v 0,38x 2 0,7162x + 0,0269 = 0 x = 0,0384 mol CO = (0,01+ x) = 0,0483 mol H 2 O = (0,5 + x) = 0,5384 mol CO 2 = (0,3 x) = 0,2616 mol H 2 = (0,1 x) = 0, Per a una constant d equilibri qualsevol, cap a quin sentit es desplaçarà l equilibri si la concentració dels productes supera la concentració d aquests productes en l equilibri? L equilibri es desplaçarà cap a reactius, ja que tindrem un valor de Q c > K c, aleshores per assolir l equilibri han de reaccionar els productes per obtenir més reactius. 7. Quina diferència hi ha entre Q c i K c? Q c no és una constant i en la seva expressió no hi figuren les concentracions en l equilibri. 8. Quan coincideixen el valors de les constants d equilibri K c i K p? Quan no hi ha increment en el nombre de mols d una reacció, és a dir, quan el nombre de mols de reactius és igual al nombre de mols de productes. 9. En reaccionar el diòxid de sofre amb el diòxid de nitrogen, s obté triòxid de sofre i monòxid de nitrogen. Un recipient d 1 L conté en equilibri 0,8 mol de SO 2, 0,1 mol de NO 2, 0,6 mol de SO 3 i 0,4 mol de NO. Calculeu els mol de NO que cal afegir al recipient perquè la concentració de NO 2 sigui de 0,3 mol dm 3, si la temperatura es manté constant. R: 2,05 mol. SO 2 + NO 2 $# SO 3 + NO concentració en equilibri 0,8 M 0,1 M 0,6 M 0,4 M (0,4) (0,6) K c = = 3 (0,8) (0,1) SO 2 + NO 2 $# SO 3 + NO concentració inicial 0,8 0,1 0,6 0,4 + y concentració que reacciona x x = 0,2 x x concentració final 1 0,3 0,4 0,2 + y (0,4) (0,2 + y) K c = = 3 (0,3) (1) 0,4y 0,82 = 0 y = 2,05 mol
4 10. Si coneixem les constants d equilibri següents: 4 NH 3(g) + 5 O 2(g) 4 NO (g) + 6 H 2 O (g) K 1 2 NO (g) + O 2(g) 2 NO 2(g) K 2 calculeu la constat d equilibri de la reacció següent: 4 NH 3(g) + 7 O 2(g) 4 NO 2(g) + 6 H 2 O (g) a) K 3 = K 1 K 2 b) K 3 = K 1 K 2 2 c) K 3 = K 1 /2 K 2 d) K 3 = K 1 / K 2 2 e) K 3 = K 1 2 K 2 f) K 3 = 3 K 1 K 2 4 NH O 2 # 4 NO + 6 H 2 O K 1 4 NO + 2 O 2 $# 4 NO 2 K 2 4 NH O 2 # 4 NO H 2 O K 3 [NO 2 ] 2 K 2 = [NO] 2 [O 2 ] [NO 2 ] K 4 2 = [NO] 4 [O 2 ] 2 K 3 = K 1 K 2 2 La resposta correcta és la b). 11. Per sintetitzar un compost orgànic AD es necessita elevar la temperatura fins a 300 C. Una vegada assolit l equilibri, la mescla té 3 atm de pressió. Si la fracció molar del compost AD és 0,2 i la de la substància D és 0,57, determineu el valor de K p si la reacció és la següent: A+ D AD R: 0,5 atm 1. A+ D $ # AD p AD χ AD p T 0,2 3 K p = = = = 0,5 atm 1 p A p D χ A p T χ D p T 0,26 3 0,57 3 χ A = 1 χ AD χ D = 1 0,2 0,57 = 0, A 600 C un recipient de 1000 cm 3 conté una mescla gasosa en equilibri formada per 0,8480 g de triòxid de sofre, 0,2048 g de diòxid de sofre i 0,0512 g d oxigen. Calculeu les constants d equilibri K c i K p del procés: 2 SO 2(g) + O 2(g) 2 SO 3(g) a l esmentada temperatura. R: a) 6858 (mol/dm 3 ) 1 ; b) 95,8 atm 1. 2 SO 2 + O 2 $ # 2 SO 3 0,2048 g SO 2 n(so2 ) = = 3, mol SO 2 64 g/mol 0,0512 g O 2 n(o2 ) = = 1, mol O 2 32 g/mol 0,848 g SO 3 n(so3 ) = = 0,0106 mol SO 3 80 g/mol 2 SO 2 + O 2 $# 2 SO 3 concentració equilibri 3, , ,0106 [SO 3 ] 2 (0,0106) K 2 c = = = 6858 (mol/dm 3 ) 1 [SO 2 ] 2 [O 2 ] (3, ) 2 1, K p = K c (RT) n = 6858 (0, ) 1 = 95,8 atm 1
5 13. Trobeu el valor de K p per a les reaccions següents: a) COCl 2(g) CO (g) + Cl 2(g) K c = 2, mol/dm 3 (27 C) b) 4 HCl (g) + O 2(g) 2 Cl 2(g) + 2 H 2 O (g) K c = 4, (mol/dm 3 ) 1 (340 C) R: a) K p = 0,069 atm; b) K p = 871,3 atm 1. a) COCl 2(g) $# CO (g) + Cl 2(g) K c = 2, mol/dm 3 K p = K c (RT) n = 2, (0, ) 1 = 0,069 atm b) 4 HCl (g) + O 2(g) $# 2 Cl 2(g) + 2 H 2 O (g) K c = 4, (mol/dm 3 ) 1 K p = K c (RT) n = 4, (0, ) 1 = 871,3 atm El monòxid de nitrogen gas es descompon en nitrogen i oxigen en un procés exotèrmic. Expliqueu raonadament: a) Si una disminució de la temperatura afavoreix la descomposició del NO. b) La influència de la disminució de volum sobre aquest equilibri. 2 NO (g) $# N 2(g) + O 2(g H < 0 a) Una disminució de la temperatura afavoreix la descomposició del NO, ja que l equilibri es desplaçarà en el sentit exotèrmic, i, per tant, cap a la descomposició del NO. b) Una disminució del volum implica un augment de la pressió, però en aquesta reacció no hi ha variació en el nombre de mols; per tant, l equilibri no es veu afectat per la variació de la pressió. 15. En un recipient a volum constant té lloc l equilibri següent: SO 2(g) + 1/2 O 2(g) SO 3(g) H = 981,3 kj Expliqueu raonadament quatre maneres diferents d incrementar la quantitat de SO 3. SO 2(g) + 1/2 O 2(g) $ # SO 3(g) H = 981,3 kj a) Disminuint la temperatura, ja que l equilibri es desplaçarà en el sentit exotèrmic. b) Augmentant la concentració del diòxid de sofre, que en ser un reactiu es desplaçarà cap a productes. c) Augmentat la concentració d oxigen, per la mateixa raó que en l apartat b). d) Disminuint la concentració de triòxid de sofre, ja que és un producte i, així, l equilibri es desplaçarà cap a la dreta de la reacció. També es pot aconseguir introduint un gas inert en el recipient, ja que implica un augment de la pressió i l equilibri es desplaça en el sentit de menys mols.
6 16. A 750 K, un litre d una mescla de NH 3, N 2 ih 2 en equilibri es compon d 1,20 mol de H 2, 1 mol de N 2 i 0,329 mol de NH 3. L equilibri es considera: N 2(g) + 3 H 2(g) 2 NH 3(g) a) Calculeu la constant d equilibri K c i les pressions dels gasos en l equilibri. b) Si la variació d entalpia corresponent al procés és 92,4 kj, indiqueu en quin sentit es desplaça l equilibri si la temperatura augmenta fins a 1373 K. R: a) 0,0626 (mol/dm 3 ) 2. a) N 2(g) + 3 H 2(g) $# 2 HH 3(g) [NH 3 ] 2 (0,329) 2 K c = = = 0,0626 (mol/dm 3 ) 2 [N 2 ] [H 2 ] 3 (1) (1,20) 3 n total = 1 + 0, ,20 = 2,529 p V = n R T p total 1 L = 2,529 mol 0,082 atm L/K mol 750 K p total = 155,53 atm p (N 2 ) = χ(n 2 ) p T = (1/2,529) 155,53 atm = 61,5 atm p (H 2 ) = χ(h 2 ) p T = (1,2/2,529) 155,53 atm = 73,8 atm p (NH 3 ) = χ(nh 3 ) p T = (0,329/2,529) 155,53 atm = 20,23 atm b)n 2(g) + 3 H 2(g) $# 2 HH 3(g) H = 92,4 kj Si la temperatura augmenta, l equilibri es desplaçarà en el sentit endotèrmic, és a dir, cap a la formació de reactius. 17. Què és el grau de dissociació? Quins valors numèrics pot tenir? El grau de dissociació és el tant per 1 que reacciona (que es dissocia). Els valors que pot tenir estan compresos entre 0 < α < El N 2 O 4 es dissocia segons l equilibri: N 2 O 4 2 NO 2 Si inicialment tenim 42 g de N 2 O 4 i en l equilibri tenim 18,35 L a 50 C i a una pressió de 710 mm Hg, calculeu: a) El grau de dissociació del N 2 O 4. b) La constant d equilibri K p. R: a) 0,412; b) 0,79 atm. N 2 O 4 $ # 2 NO2 a) N 2 O 4 $ # 2 NO2 42 g N 2 O 4 n(n2 O 4 ) = = 0,46 mol inicials N 2 O 4 92 g/mol p V = n R T (710/760) atm 18,35 L = n total 0,082 atm L/K mol 323 K n total = 0,647 mol N 2 O 4 $# 2 NO 2 mol inicial n mol que reacciona n α 2 n α mol equilibri n (1 α) 2 n α n total = n (1 α) + 2 n α = n (1 + α) = 0,647 α = 0,412 p(no 2 ) 2 χ(no 2 ) 2 p T 2 4 α 2 p T b) K p = = = = 0,79 atm p(n 2 O 4 ) χ(n 2 O 4 ) p T 1 α 2
7 19. El grau de dissociació de la reacció de descomposició del pentaclorur de fòsfor en triclorur de fòsfor i clor és 0,5 a 473 K. Quina és la constant d equilibri si la concentració inicial de PCl 5 és 0,015 mol dm 3? R: 7, mol dm 3. PCl 5 $# PCl 3 + Cl 2 concentració inicial 0,015 M concentració que reacciona 0,015 0,5 0,015 0,5 0,015 0,5 concentració equilibri 0,015(1 0,5) 0,015 0,5 0,015 0,5 [PCl 3 ] [Cl 2 ] (0,015 0,5) 2 K c = = = 7, (mol/dm 3 ) 1 [PCl 5 ] 0,015(1 0,5) 20. L alcohol etílic reacciona amb l àcid acètic i es forma acetat de sodi i aigua, en una reacció anomenada d esterificació. Si tenim unes dissolucions inicials d alcohol i àcid 1 M i sabem que la K c a 25 C és 9. Calculeune el grau de dissociació. R: 0,75. CH 3 CH 2 OH + CH 3 COOH $# CH 3 COOCH 2 CH 3 + H 2 O concentració inicial 1 1 concentració que reacciona α α α α concentració equilibri 1 α 1 α α α [CH 3 COOCH 2 CH 3 ] [H 2 O] α 2 K c = = = 9 [CH 3 CH 2 OH] [CH 3 COOH] (1 α) 2 α = 0, A 400 C, el clorur d hidrogen reacciona amb l oxigen i s obté clor i aigua. La reacció assoleix l estat d equilibri. Justifiqueu en quin sentit es desplaça l equilibri quan: a) se n disminueix la pressió total. b) s hi afegeix argó mantenint el volum constant. c) s hi afegeix clor mantenint el volum constant. 4 HCl (g) + O 2(g) $ # 2 Cl 2(g) + 2 H 2 O (g) a) Si disminuïm la pressió, l equilibri es desplaçarà en el sentit de més mols, és a dir, cap a la formació de reactius. b) L argó no intervé en l equilibri, però fa l efecte d augmentar la pressió; per tant, és desplaçarà en el sentit de menys mols, és a dir, cap a productes. c) Si augmentem la concentració de clor, l equilibri es desplaça cap a la formació de reactius. 22. A 2000 C i 1 atm de pressió total, el diòxid de carboni es descompon en un 60 % segons l equació següent: 2 CO 2(g) 2 CO (g) + O 2(g) H > 0 a) Calculeu la constant d equilibri K p a 2273 K. b) Expliqueu quin efecte tindria sobre l equilibri un augment de temperatura. I una disminució de pressió? R: a) 0,519 atm. 2 CO 2(g) $# 2 CO (g) + O 2(g) concentració inicial 1 concentració que reacciona 2 nα = 0,6 2 nα nα concentració final 0,4 0,6 0,3 n total = 0,4 + 0,6 + 0,3 = 1,3 p total = 1 atm p(co) 2 p(o 2 ) χ(co) 2 p 2 T χ(o 2 ) p T (0,6/1,3) 2 (0,3/1,3) 1 3 K p = = = p(co 2 ) 2 χ(co 2 ) 2 p 2 T (0,4/1,3) K p = 0,519 atm
8 23. A 323 K i una pressió de 10 5 Pa, el tetraòxid de dinitrogen està dissociat en un 40% en diòxid de nitrogen. Calculeu K p de l equilibri de dissociació. Si la variació d entalpia és positiva, discutiu l efecte sobre la constant d equilibri i sobre el rendiment de la reacció en augmentar la temperatura i la pressió total. R: a) 0,76 atm. N 2 O 4 $# 2 NO 2 mol inicial 1 mol que reacciona n α = 0,4 2 n α = 0,8 mol equilibri 0,6 0,8 n total = 0,6 + 0,8 = 1,4 p total = 10 5 Pa = 1 atm p(no 2 ) 2 χ(no 2 ) 2 p 2 T (0,8/1,4) 2 1 K 2 p = = = = 0,76 atm p(n 2 O 4 ) χ(n 2 O 4 ) p T (0,6/1,4) 1 N 2 O 4(g) $# 2 NO 2(g) H > 0 Si augmenta la temperatura, l equilibri es desplaça cap al sentit endotèrmic, és a dir, augmenta el rendiment de la reacció. Si augmenta la pressió total, l equilibri es desplaça cap al sentit de formació de menys mols gasosos, és a dir, cap a la formació de productes, i el rendiment de la reacció disminueix. 24. Com es pot millorar el rendiment de la reacció següent? A (g) + 2 B (g) 4 C (g) H < 0 A (g) + 2 B (g) $ # 4 C(g) H < 0 a) Disminuint-ne la temperatura, ja que la reacció es desplaçarà en el sentit exotèrmic. b) Disminuint-ne la pressió, ja que l equilibri es desplaçarà en el sentit de més mols, és a dir, cap a la formació de productes. c) Augmentant-ne la concentració d alguns dels reactius. d) Disminuint-ne la concentració del producte. 25. A 600 K l equilibri de dissociació següent: CH 3 CHOHCH 3(g) CH 3 COCH 3(g) + H 2(g) és exotèrmic. Indiqueu raonadament si la dissociació augmenta, disminueix o no varia: a) en augmentar-ne la pressió. b) en disminuir-ne la temperatura. c) en afegir-hi un catalitzador. CH 3 CHOHCH 3(g) $ # CH3 COCH 3(g) + H 2(g) H < 0 a) En augmentar la pressió, la dissociació disminueix, ja que l equilibri es desplaça en el sentit de reactius, sentit en el qual hi ha menys mols gasosos. b) En disminuir la temperatura, augmenta la dissociació, ja que l equilibri es desplaça en el sentit exotèrmic. c) En afegir un catalitzador, l equilibri no varia. 26. Interpreteu els valors de l energia lliure de Gibbs per a diferents valors de la constant d equilibri: G = R T ln K Un procés és espontani quan Gº < 0 i K > 1 Un procés és no espontani quan Gº > 0 i K < 1
9 27. En un matràs d un litre de capacitat s introdueix un mol de NO 2 i la temperatura es manté a 25 C. L equilibri de la reacció que s estableix és: 2 NO (g) + O 2(g) 2 NO 2(g) Quina serà la concentració de NO un cop establert l equilibri? Dades: G f (NO a 25 C) = 86,55 kj/mol G f (NO 2 a 25 C) = 51,30 kj/mol a) 7, mol/l b) 1, mol/l c) 0,012 mol/l d) 2, mol/l e) 3, mol/l f) 7, mol/l 2 NO (g) + O 2(g) $# 2 NO 2(g) Gº r = 2 Gº f (NO 2 ) 2 Gº f (NO) Gº f (O 2 ) = 2 51, ,55 0 Gº r = 70,5 kj Gº = R Tln K = 8, ln K K = 2, (mol/dm 3 ) 1 2 NO (g) + O 2(g) $# 2 NO 2(g) concentració inicial 1 M mol que reacciona 2x x 2x mol equilibri 2x x 1 2x [NO 2 ] 2 (1 2x) 2 K c = = = 2, (mol/dm 3 ) 1 [NO] 2 [O 2 ] x (2x) 2 La resposta correcta és la e). 28. A 800 C la constant d equilibri, K p, per a la descomposició del carbonat de calci en òxid de calci i diòxid de carboni és 1,16. a) Indiqueu la massa de carbonat de calci que reacciona si s introdueixen 20 g en un recipient de 10 L i s escalfa a 800 C. b) Justifiqueu el desplaçament de l equilibri: en afegir un gas inert al recipient, en augmentar el volum del recipient. R: a) 13 g de carbonat de calci. a) CaCO 3(s) $ # CaO(s) + CO 2(g) mol inicial 0,2 mol que reacciona x x x mol final 0,2 x x x 20 g CaCO 3 n(caco3 ) = = 0,2 mol inicials CaCO g/mol K p = p(co 2 ) = 1,16 p V = n R T 1,16 atm 10 L = n(co 2(g) ) 0,082 atm L/K mol 1073 K n(co 2(g) ) = 0,13 mol = x n(caco 3 ) = 0,2 0,13 = 0,07 mol final 100 g CaCO 0,07 mol 3 CaCO3 = 7 g finals CaCO 3 1 mol CaCO 3 Per tant reaccionen 13 g de CaCO 3. b) En afegir un gas inert, la pressió augmenta, i l equilibri es desplaça en el sentit de menys nombre de mols en estat gasós, és a dir, cap a la formació de reactius. Si augmentem el volum, la pressió disminueix, per tant, l equilibri es desplaça cap a la formació de productes.
10 29. Podem obtenir clor a partir de l oxidació del clorur d hidrogen gas segons l equació següent: 4 HCl (g) + O 2(g) 2 H 2 O (g) + 2 Cl 2(g) a) Calculeu la constant d equilibri, K p, a 390 C si en mesclar 0,080 mol de clorur d hidrogen i 0,100 mol d oxigen a aquesta temperatura obtenim 0,0332 mol de clor a la pressió total d 1 atm. b) Indiqueu quin desplaçament de l equilibri es produirà si el volum es redueix a la meitat. Justifiqueu la resposta. R: a) 69,5 atm 1. a) 4 HCl (g) + O 2(g) $# 2 H 2 O (g) + 2 Cl 2(g) mol inicial 0,08 0,1 mol que reacciona 4x x 2x 2x mol equilibri 0,08 4x 0,1 x 2x 0,0332 = 2x x = 0,0166 mol mol HCl = 0,08 4x = 0,0136 mol O 2 = 0,1 x = 0,0834 mol H 2 O = 2x = 0,0332 mol Cl 2 = 2x = 0,0332 n total = 0, , , ,0332 = 0,1634 p(h 2 O) 2 p(cl 2 ) 2 χ(h 2 O) 2 p 2 T χ(cl 2 ) 2 p 2 T (0,0332/0,1634) 2 (0,0332/0,1634) K 2 p = = = p(hcl) 4 p(o 2 ) χ(hcl) 4 p 4 T χ(o 2 ) p T (0,0136/0,1634) 2 (0,0834/0,1634) K p = 69,5 atm 1 b) Si disminueix el volum, la pressió augmenta, i l equilibri es desplaça en el sentit de menys mols gasosos, és a dir, cap a la formació de productes.
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