cáculo del grado de disociación del pentacloruro de fósforo

EQUILIBRIO QUÍMICO

Cálculo de grado de disociación y KpJunio B - 2007

jose.PRoFeBLoG.es

Cálculo de grado de disociación y Kp

En un recipiente de 1 litro de capacidad, en el que previamente se ha hecho el vacío, se introducen 6 g de PCl

5. Se calienta a 250 ºC y se establece siguiente

equilibrio: PCl5(g) PCl

3(g)+ Cl

2 (g)

Si la presión total en el equilibrio es 2 atmósferas, calcule:

a) El grado de disociación del PCl5.

b) El valor de la constante Kp a esa temperatura.

Datos: R = 0'082 atm·L·K-1·mol-1

Masas atómicas: P= 31: Cl = 35'5.


En primer lugar calculamos las cantidades de sustancia

* en el sistema inicial: solo hay 6 g de PCl5



* en el sistema inicial: solo hay 6 g de PCl5 que

equivalen a 0,029 mol PCl5





* en el equilibrio hay PCl5 , PCl

3 y Cl

2






3 y Cl

2 en una cantidad de

sustancia total que puede calcularse con la ecuación de los gases P

TOT·V=n

TOT·R·T






3 y Cl

2 en una cantidad de

sustancia total que puede calcularse con la ecuación de los gases P

TOT·V=n

TOT·R·T

nTOT=PTOT ·V

R ·T=

2 atm ·1L0,082 atm · L ·K ¯¹ ·mol ¯¹ ·523K

=0,047mol totales


PCl5(g) PCl

3(g)+ Cl

2 (g)

nTOT

=0,047 mol

n (mol)

INIC 0,029 0,000 0,000REACEQUIL


PCl5(g) PCl

3(g)+ Cl

2 (g)

nTOT

=0,047 mol

x= cantidad de sustancia PCl5 que ha reaccionado

n (mol)

INIC 0,029 0,000 0,000REAC xEQUIL


PCl5(g) PCl

3(g)+ Cl

2 (g)

nTOT

=0,047 mol


n (mol)

INIC 0,029 0,000 0,000REAC xEQUIL 0,029-x x x


PCl5(g) PCl

3(g)+ Cl

2 (g)

nTOT

=0,047 mol


nTOT

=nPCl5

+ nPCl3

+ nCl2

= (0,029 – x) + x + x

n (mol)



PCl5(g) PCl

3(g)+ Cl

2 (g)

nTOT

=0,047 mol


nTOT

=nPCl5

+ nPCl3

+ nCl2

= (0,029 – x) + x + x = 0,029 + x

nTOT

= 0,029 + x = 0,047 mol

n (mol)



PCl5(g) PCl

3(g)+ Cl

2 (g)

nTOT

=0,047 mol


nTOT

=nPCl5

+ nPCl3

+ nCl2

= (0,029 – x) + x + x = 0,029 + x

nTOT

= 0,029 + x = 0,047 mol

x=0,018 mol PCl5 es la cantidad de sustancia que ha

reaccionado

n (mol)




el grado de disociación es la relación entre la cantidad de sustancia que se ha disociado (0,018 mol) y ...



el grado de disociación es la relación entre la cantidad de sustancia que se ha disociado (0,018 mol) y la cantidad de sustancia que había inicialmente (0,029 mol); por tanto:




grado disociación=nreaccionanniniciales

=0,018mol reaccionan

0,029mol iniciales=0,62

mol reaccmol inici




lo que significa que por cada 1 mol de PCl5 que había

inicialmente se han disociado 0,62 mol; expresado en porcentaje se trata de un grado de disociación del 62%

grado disociación=ndisociadoniniciales

=0,018mol disociado0,029mol iniciales

=0,62mol disociadomol inici



Una vez que conocemos x=0,018 mol

Las cantidades de sustancia en el equilibrio serán:

nPCl5

=0,029-x

nPCl3

= x

nCl2

= x





nPCl5

=0,029-x = 0,011 mol PCl5

nPCl3

= x = 0,018 mol PCl3

nCl2

= x = 0,018 mol Cl2





nPCl5

=0,029-x = 0,011 mol PCl5

nPCl3

= x = 0,018 mol PCl3

nCl2

= x = 0,018 mol Cl2

n TOT

= 0,047 mol totales



y las fracciones molares en el equilibrio serán:

xPCl5=nPCl5nTOT

xPCl3=nPCl3nTOT

xCl2=nCl2nTOT



y las fracciones molares en el equilibrio serán:

xPCl5=nPCl5nTOT

=0,0110,047

=0,23

xPCl3=nPCl3nTOT

=0,0180,047

=0,38

xCl2=nCl2nTOT

=0,0180,047

=0,38



y las presiones parciales en el equilibrio serán:

PPCl5=xPCl5 · PTOT

PPCl3=xPCl3 · PTOT

PCl2=xCl2 · PTOT



y las presiones parciales en el equilibrio serán:

PPCl5=xPCl5 · PTOT=0,23·2 atm=0,46atm

PPCl3=xPCl3 · PTOT=0,38·2 atm=0,76atm

PCl2=xCl2 · PTOT=0,38 ·2atm=0,76atm



la constante de equilibrio Kp será

PCl5(g) PCl

3(g)+ Cl

2 (g)

Kp=PPCl3 ·PCl2PPCl5



la constante de equilibrio Kp será

PCl5(g) PCl

3(g)+ Cl

2 (g)

Kp=PPCl3 · PCl2PPCl5

Kp=0,76 atm ·0,76atm

0,46 atm=1,26


En un recipiente de 1 litro de capacidad, en el que previamente se ha hecho el vacío, se introducen 6 g de PCl

5. Se calienta a 250 ºC y se establece siguiente

equilibrio: PCl5(g) PCl

3(g)+ Cl

2 (g)

Si la presión total en el equilibrio es 2 atmósferas, calcule:

a) El grado de disociación del PCl5. 0,62 ó 62%

b) El valor de la constante Kp a esa temperatura. Kp=1,26

EQUILIBRIO QUÍMICO

Cálculo de grado de disociación y KpJunio B - 2007

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