12

1. -Dada la reaccin: A ( g ) + B ( g ) ==== C ( g ) + 2D ( g )

Se coloca 1 mol de A y 1 mol de B en un recipiente de dos litros. Cuando se alcanza el equilibrio, hay presente 0. 10 moles de C. Calcula la constante de equilibrio.

v = 2

A ( g ) + B ( g ) ====== C ( g ) + 2D ( g )

I 1 1 0 0

R x x x 2 x

E 0.9 0.9 0.12 x

Kc = (C( (D(2

Kc = (0.1/2( (0.2/2(2

(A( (B(

(0.9/2( (0.9/2(2.-Dada la reaccin: A ( g ) + 3B ( g ) ===== C ( g ) + 2D ( g ).

Se colocan 1 mol de A y 1 mol de B en un recipiente de cinco litros. Cuando se alcanza el equilibrio, hay 0.5 moles de D en el recipiente. Calcula la constante de equilibrio.

v = 5

|

A ( g ) + 3B ( g ) ======== C ( g ) + 2D ( g )

I 1 1 0 0

R x 3x x 2x

E1 x 1 - 3 x x 0.5

Se observa que 2 x = 0.5 entonces x = 0.25

Kc = (C( (D(2

Kc = (0.25 /5 ( (0.5 / 5(2

(A( (B(3

(0.75 / 5( (0.25 / 5(33.-El pentacloruro de antimonio se descompone en fase gaseosa a 448 C segn:

SbCl5 ( g ) ======= SbCl3 ( g ) + Cl2 ( g ).

Una mezcla en equilibrio en un matraz de 5. 00 litros, contiene 3.84 gramos de SbCl5 , 9. 14 g de SbCl3 y 2. 84 gramos de Cl2 . Calcule KC a 448C.

3.84 g SbCl5 x 1mol SbCl5 = 0.013 moles SbCl5

299.015 g SbCl5

9.14 g SbCl3 x 1mol SbCl3 = 0.04 moles SbCl3

228.109 gSbCl3

2.84 g Cl2 x 1mol Cl2 = 0.04 moles Cl2

70.906 g Cl2 V= 5 L SbCl5 ( g ) ====== SbCl3 ( g ) + Cl2 ( g ).

I

R

E 0.013 0.04 0.04

Kc = (SbCl3( (Cl2(

Kc = (0.04/5( (0.04/5(= 0.025

(SbCl5(

(0.013/5(4.-Si se colocan 10. 0 gramos de SbCl5 en un recipiente de cinco litros a 448 C y se deja que se alcance el

equilibrio, cuales sern las concentraciones de equilibrio de todas las especies? Para esta reaccin KC = 2. 50 x 10-2.

10 g SbCl5 x 1mol SbCl5 = 0.0334 moles SbCl5 299.26 g SbCl5 V= L SbCl5 ( g ) ====== SbCl3 ( g ) + Cl2 ( g ).

I 0.0334

0 0

R x x x

E 0.0334 - x x x

Kc = (SbCl3( (Cl2(

0.025 = (x /5( (x /5(

(SbCl5(

(0.0334 x /5(

x =

(SbCl3( = x /5

(Cl2( = x /5

(SbCl5( = (0.0334 x /5( =

5.-Si se coloca 5. 00 gramos de SbCl5 y 5. 00 gramos de SbCl3 en un recipiente de 5. 00 litros, y se deja que se alcance el equilibrio. cules sern las concentraciones de equilibrio? KC = 0.025.

V= 5 LSbCl5 ( g ) ====== SbCl3 ( g ) + Cl2 ( g ).

I 5/299.25 5/228.109 0

R x x x

E (5/299.25) x (5/106.5) + x x

Kc = (SbCl3( (Cl2(

(SbCl5(

0.025 = (((5/228.109) + x) / 5( (x /5(

(((5/299.2) x ) / 5(

x =

6.-A 600 C, la reaccin siguiente tiene una KC de 0.04 31 .CO2 (g) + H2(g) ====== CO(g) + H2O(g)

a).-Si se colocan 0. 100 moles de CO2 y 0. 100 moles de H2 en un recipiente cerrado de 2.00 litros, cules sern las concentraciones de equilibrio?.

V= 2L CO2 ( g ) + H2 ( g ) ====== CO ( g ) + H2O ( G )

I 0.1 0.1 0 0

R x x x x

E0.1 x 0.1 x x x

Kc = (CO( (H2O(

0.0431 x 10-2 = (x/2) * (x/2)

(CO2( (H2(

((0.1 x) /2( ((0.1 x) /2(

4.31 x 10-2 = x2

(0.1 - x(2

x = 0.0172

(CO( = (H2O( = x /2= 0.0172 / 2 =0.0086 M

(CO2( = (H2( = (0.1 x) /2= 0..0414 M

b).-Si se coloca 0.200 moles de CO2 y 0.100 moles de H2 en un recipiente cerrado de 2.00 litros, cules sern las concentraciones de equilibrio?.

V= 2L CO2 ( g ) + H2 ( g ) ====== CO ( g ) + H2O ( G )

I 0.2 0.1 0 0

R x x x x

E 0.2 x 0.1 x x x

Kc = (CO( (H2O(

4.31 x 10-2 = (x/2( (x/2(

(CO2( (H2(

((0.2 x) /2( ((0.1 x) /2(

x =

7.-A una temperatura dada, KC de la reaccin indicada es 0. 300. Si se coloca 0. 600 moles de POCl3 en un matraz cerrado de 3. 00 litros a esta temperatura, qu porcentaje de POCl3 se habr disociado en el equilibrio?. POCl3 (g) ====== POCl (g) + Cl2 (g).

V= 3L POCl3 ( g ) ====== POCl (g ) + Cl2 ( g ).

I 0.600

0 0

R x

x x

E 0.600 x x x

Kc = (Cl2( (POCl(

0.3 = x /3 * x/3

(POCl3(

(0.6 x ( / 3

x2 + 0.9x 0.54 = 0

x1 = 0.4115

x2 = -1.3115

( = 0.4115 = 0.6858

0.6

8.-El cloruro de bromo, BrCl, un gas covalente rojizo con propiedades parecidas a las del Cl2 , puede ser empleado en sustitucin del Cl2 como desinfectante de aguas. Se mezclan 1 mol de cloro y 1 mol de bromo en un matraz cerrado de 5. 00 litros y se deja que se alcance el equilibrio.

Cl2 ( g ) + Br2 ( g ) ===== 2BrCl ( g ) KC = 4. 7 x 10-2a) Qu porcentaje de cloro abra reaccionado cuando se alcance el equilibrio?

V= 5 LCl2 ( g ) + Br2 ( g ) ======== 2BrCl ( g ) KC = 4. 7 x 10-2

I 1 1 0

R x x 2 x

E 1 x 1 x 2 x

Kc = (BrCl(2

4.7 x 10-2 = (2x/5(2

(Cl2( (Br2(

((1 x) /5( ((1 x) /5(

x = 0.098

( = 0.098 = 0.098

1

b) Cul es el peso (en gramos) de cada especie en el equilibrio ?

Cl2 (g) = (1 0.098 )mol Cl2 x 71 g Cl2 = 64.042 gCl2

1 mol Cl2

Br2 (g) = (1 0.098 )mol Br2 x 159.6 g Br2 = 143.96 g Br2

1 mol Br2

Br Cl (g) = 2(0.098 )mol Br Cl x 115.3 g Br Cl = 22.6 g Br Cl

1 mol Br Cl

c) Podra desplazarse el equilibrio diminuyendo el volumen ? En que direccin ?.

No, ya que en ambos lados de la reaccin hay igual numero de moles gaseosos9.-Dada: 2Cl2 ( g ) + 2H2O ( g ) ==== 4HCl ( g ) + O2 ( g ) KP = 4. 6 x 10-14

Escribe las expresiones de las constantes de equilibrio KC y KP y calcule sus valores cuando la reaccin se escribe. T=20.50C = 293.50C

a) 4 HCl ( g ) + O2 ( g ) ===== 2 Cl2 ( g ) + 2 H2O ( g )

=

Kp = Kc ( RT )(ng

Kp = 1

donde: (ng = (2 + 2) (4 + 1) = -1

4.6 x 10-14

Kc = . 2.17 x 1013= 5.22 x 1014

( (0.082)(293.15) (-1

Kp = 2.17 x 10-13

R = 0.082

T = 293,15 0K

b) 2 HCl ( g ) + O2 ( g ) ===== Cl2 ( g ) + H2O ( g )

Kp = 1 / 4.6 x 10-14 = 2.17 x 1013

Hallando Kc :

(ng = (1+ 1 (2 + 1/2) = -1/2

Kp = (2.17 x 1013)1/2= 4.65 x 106

= Kc = Kp .. ( RT )(ng

Kc = 4.65 x 106

= 2.27x107 (0.082x293.15)-1/2c) Cl2 ( g ) + H2O ( g ) ==== 2HCl ( g ) + 1/ 2 O2 ( g ).

Kp = (2.14 x 10-14)1/2= 2.14 x 10-7

(ng = (2 + ) (1 + 1) = 1/2

= Kc = Kp ..

2.14 x 10-7

= 4.36 x 10-8 ( RT )(ng ( 0.082 x 293.15 )1/2

d) 4Cl2 ( g ) + 4H2O ( g ) ===== 8HCl ( g ) + 2O2 ( g )

Kp = (4.6 x 10-14)2= 2.11 x 10-27

(ng = 10 8 = 2

= Kc = Kp ..

2.11 x 10-27

= 3.6 x 10-30 ( RT )(ng ( 0.082 x 293.15 )2

e) Cl2 ( g ) + H2O ( g ) ===== HCl ( g ) + O2 ( g )

(ng = (1 + 1 /4( - (1/2 + 1/2( = 1/4

Kp = ( 4.6 x 10 14)1/4

= Kp = Kc ( RT )(ng

Kc = ( 4.6 x 10-14(1/4 = 2.1 x 10-4

((0.082)(293.15)(1/4

10.-El cloruro de yodo, ICl, compuesto interhalogeno slido de color rojo oscuro, se descompone en I2 , slido violeta oscuro y Cl2 , gas amarillo verdoso. A 25 C, k vale 0. 24

2ICl ( g ) === I2 ( g ) + Cl2 ( g )

I 1 0 0

R2x x x

E 1 2x x x

Kc = (I2( (Cl2(

Kc = (x/v( (x/v(

(ICl2(

((1 2x) / v(2 x = 0.25

a) Si se coloca 1 mol de ICl en un recipiente cerrado, cual ser la presin del Cl2 en el equilibrio ? Observamos que en este caso no influye el volumen del recipiente.

b) Si se coloca 1 mol de ICl en un recipiente de 1 litro, qu concentracin de Cl2 habr en el equilibrio?

c) Cuantos gramos de ICl quedaran en el caso b)?.

11.- A 250 0C se coloca una muestra de PCL5 en un matraz de reaccin de 24 litros y se deja que se establezca el equilibrio. En este instante, hay 0.42 moles de PCL5, 0.64 moles de PCL3 y 0.64 moles de Cl2. Calcular Kc y Kp a 250 0C

PCl5 (g) ======PCl3 (g) + Cl2 ( g)

I

R. .

E 0.42 0.64 0.64

T = 250 0C = 523,150K

(ng = (2 - 1( = 1

Kc = (PCl3( (Cl2(

Kc = (0.64/24( (0.64/24(

(PCl5(

(0.42/24(

Kc = 0.0406

Kp = Kc ( RT )(ng

Kp = 0.0406 ( 0.082 x 523.15 )

Kp = 1.7416

12. Sea:

a) Cul es la Kp a 448 C?

(a) Aplicando la expresin que relaciona las constantes Kp y Kc, se deduce que ; porque

b) Cul es la presin total en el matraz en equilibrio?

(b) Suponiendo que x M es la cantidad que reacciona de H2 y I2 2x M ser la cantidad que se forma de HI, como se demuestra a continuacin.

H2 (g) + I2(g) ======== 2HI(g)

Inicio 0.050 0.0504 0

reaccin x x

2xEquilibrio: 0.05 x 0.0504 - x 2x c) Cuntos moles y gramos de I2 quedan sin reaccionar en el equilibrio?(c) Aplicando la expresin de equilibrio a la parte de (b) se obtiene,

d) Cul es la presin parcial de cada sustancia en la mezcla de equilibrio?

(d) Las presiones parciales de los componentes en la mezcla en equilibrio, utilizando la ecuacin universal de los gases ideales son:

Presin de HI = (2x0.039)(0.082)(721)= 4.61 atm

Presin de H2 = (0.05 0.039)(0.082)(721) = 0.65 atm

Presin de I2 = (0.0504-0.039).(0.082)(721)= 0.674 atm13) Cul ser el efecto de disminuir la temperatura en cada uno de los siguientes equilibrios?

a) H2 (g) + I2 (g)=== 2HI(g) + 2.26 kcal.

(a) Aumenta temperatura.

b) PCl5(g) + 92.5 Kj==== PCl3(g)+ Cl(g).

(b) Disminuye temperatura.

c) 2SO2(G) + O2(g) ==== 2SO3(g) H = -47.3 kcal

(c) Aumenta temperatura

d) 2NOCl(g) === 2NO(g) + Cl2(g) H = 75 Kj

(d) Disminuye temperatura

e) C(s) + H2O(g) + 131 Kj === CO(g)+ H2(g)

(e) Disminuye temperatura14) Cul ser el efecto de una aumento del volumen sobre cada uno de los equilibrios?

a) 2CO(g) + O2 (g) === 2CO2(g)

(a) 2CO(g)+ O2(g) ==== 2CO2(g)

1v

EC = moles: vivivar a los reactantes.

b) 2NO(g) === N2(g) + O2(g)

(b) 2NO (g) N2 (g)

1v = ?

EC = = 1 N moles movivir

c) N2O4(g) === 2NO2(g)

(c) N2O4 (g) 2 NO2(g)

1v = ?

EC = = 1P = 1 N moles: vivir a los productos d) Ni(s) + 4CO(g) ==== Ni(CO)4(g)

(d) 1v = ?

EC = 1P 1N moles vivir a los reactantes

e) N2(g)+ 3H2(g) ==== 2NH3(g)

(e) 1v = ?

EC = 1P 1N moles vivir a los reactantes

15 Cul seria el efecto de un aumento de la presin sobre los sistemas del ejercicio 14?

a) 1P

EC = = N moles = vivir a los productos

b) 1P

EC = = N moles = no vivir

c) N2O4(g) 2NO2(g)

1P

EC = = n moles = vivir a los reactantes.

d) Ni(g)+ 4CO(g) Ni(CO)4(g)

1P

EC = = n moles = vivir a los productos

e) N2(g)+ 3 H2(g) 2NH3(g)

1P

EC = = n moles = vivir los productos16 Cul seria el efecto sobre el equilibrio que producira el cambio indicado en cada caso?

a) CO(g)+ Cl2=== COCl2(g) : aadir Cl2(g)

(a) vivir los productos

b) CO(g)+ Cl2(g) === COCl(g): eliminar COCl2(g)

(b) vivir los productos

c) PCl3(g)+Cl2(g) === PCl5(g): eliminar PCl3(g)

(c) vivir los reactantes

d) CaO(s)+SO3(g) === CaSO4(s): eliminar PCl3(g)

(d) vivir los productos

e) CaO(s)+SO3(g) === CaSO4(s): aadir CaSO4(s)

(e) No afecta

f) 2PbS(s)+3O3(g) === 2PbO(s) + 2SO2 (g): aadir O2(g)

(f) vivir los productos

g) 2PbS(s)+302(g) === 2PbO(s) + 2SO2 (g): eliminar PbS(s)

(g) no afecta17 Cul es el efecto de un catalizador sobre la posicin de un equilibrio? Por qu?El catalizador su funcin en una rxn en equilibrio Para que se pueda realizar ms. Veloz.18 Cmo afectaran al equilibrio cada uno de los siguientes estmulos?

PCl5 (g)=== PCl3(g) + Cl2 (g) H = -92 KJ

a) Aumento de temperatura.

(a) Como para desociarse el PCl5 absorbe calor, al aumentar la temperatura se acelera la disociacin.

b) Aumento de la presin.

(b) El aumentar la presin de sus sistema, el pto de equilibrio se desplaza en el sentido del menos volumen.

c) Aumento de la concentracin de Cl2.

(c) Un volumen de Cl2 con otro de PCl3, sea un total de 2 volmenes de gas, dan lugar al volumen de PCl5 en consecuencia, el aumento de presin promovera la reaccin del Cl2 con el PCl3 para formar ms PCl5.

d) Aumento de la concentracin de PCl5.

(d) El aumento de concentracin de PCl5 dar lugar a la formacin de ms PCl3 y Cl2.

e) Adicin de un catalizador

(e) Un catalizador acelera las reacciones directa e inversa igualmente. Hace ms rpido el acercamiento el equilibrio pero no favorece la reaccin en ninguno de los 2 sentidos.

19 Cmo afectarn al equilibrio cada uno de los siguientes estmulos?

a) Aumento de la temperatura.

(a) - EC vivir a los reactantes.

b) Aumento de la presin.

(b) 1P EC = = N miles : vivir a los productos

c) Aumento de la concentracin de NH3.

(c) 1 [H3] = EC = [NH3]

d) Aumento de la concentracin de N2.

(d) = EC = [N2]

e) Adicin de un catalizador.

(e) Acelera reacciones directa e inversa igualmente. Hace ms rpido el acercamiento al eq pero no favorece las reaccin en ninguno de los 2 sentidos.20. Sea: A(g) + B(g) === C(g) + D(g)

a) Un matraz de 1 libro en equilibrio tiene 1.6 moles de C, 1.6 moles de D, 0.20 moles de A y 0.20 moles de B. Calcule la constante de equilibrio de la reaccin.

(a) En el equilibrio, [C]=[D]= 1.6 m, y [A]= [B] = 0.20 m. Aplicando la relacin de equilibrio se obtiene el valor de K.

b) Si se aaden 0.20 moles de A y 0.20 moles de B al sistema, cul ser la nueva concentracin de equilibrio de A?

(b)

A(g) + B(g) =====C(g) + D(g)

Inicio

0.40

0.40

1.60

1.6

reaccin

x

x

x

x

Equilibrio: 0.40-x 0.40-x 1.60 +x 1.60+ x21) Sea: A(g) + B(g) === C(g) + D(g)

Cuando se mezclan 1 mol de A y 1 mol de B y se deja que se alcance el equilibrio

a) Calcule la constante de equilibrio.

(a) Inicialmente haba 1/V molar de A y de B, luego se forma (2/3) V molar de C y de D, as como reacciona tambin (2/3) V molar de A y B, tal como se indica a continuacin.

A(g) + B(g) ==== C(g) + D(g)

Inicio

1/V 1/V

0 0

Reaccin

2/3V 2/3V 2/3V 2/3VEquilibrio 1/3V 1/3V 2/3V 2/3V

b) Si se mezclan 3 moles de A con 1 mol de B y se deja que se establezca el equilibrio, Cuntos moles de C har?

(b) Segn nuevas condiciones, supongamos que x moles reaccionando A y de B producir x moles de C y de D como se muestra abajo,

A(g)+ B(g)==== C(g) + D(g)

Inicio

3 moles 1 mol 0 0

Cambio

x

x x x

Equilibrio: 3-x

1-x x

xAplicando la relacin de equilibrio se tiene

22) Dada: A(g) === B(g)+ C(g)

a) Cuando el sistema esta en equilibrio a 200C, las concentraciones son [A]= 0.20 M, [B] = 030 M = [C]. Calcule Kc.

(a) Aplicando la relacin de equilibrio se tiene,

b)Si se aumenta de repente el volumen al doble a 200C, Cules serian las nuevas concentraciones de equilibrio?

(b)

A(g)========B(g) +C(g)

Inicio 0.10

0.15

0.15

Cambio

x

x

x

Equilibrio: 0.10 -x 0.15+x 0.15 + x

[A] = 0.10 0.029 = 0.071 M

[B]= [C] = 0.15 + 0.029 = 0.179 Mc) Si se disminuye el volumen a la mitad a 200C, cules serian las concentracin de equilibrio?

(c) Si el volumen es reducido a la mitad, inicialmente [A]= 0.40 M[B]=[C]= 0.60 M, y el equilibrio se dirige a la izquierda. Si asumimos que x y M es la cantidad que reacciona de B y C, x M es tambin la cantidad que se forma de A, como se indica abajo.

A(g) ========= B(g) + C(g)

Inicio

0.40

0.60 0.60

reaccin

x

x x

Equilibrio: 0.40+x

0.60-x 0.60-x

34. Cul es el grado de disociacin del xido de nitrgeno NO que se descompone en sus elementos a 725C y 1 atm, si la constante de equilibrio es de 6 x 1011.Depende el grado de disociacin de la presin?

SOLUCIN

Kp = 6 x 10"

NO ===== 1/2N2 + 1/2O2

I no 0 0R X

0.5X 0.5X

E no X 0.5X 0.5X

nT = n0 X+ 0.5x + 0.5X = n0

( = X/n0

X = n0(

PO2 = 0.5XPT = 0.5(n0PT = 0.5(PT

n0 n0

pN2 = 0.5(PT

p NO = (n0 x) PT = (n0 - (n0)PT = (1-()PT

n0

n0

Kp = PN21/2 PO21/2

PNO 2x1011 = (0.5(PT)1/2 (0.5(PT)1/2

(1-()PT

( = 1

35. Si calentamos el aire a 2400C, se combinan el O2 y el N2 para formar NO. El rendimiento es de 2.2 vol. % Cul es la constante de equilibrio Kc?

Solucin

Base 1 mol de aire

0.21 mol O2

0.79 mol N2 N2 + O2 ===== 2NO

I 0.79 0.21 0

R X X 2X

E 0.79-X 0.21-X 2X

MT = 1

% Rendimiento de NO = moles producto x100

moles total

2.2 = 2X x 100

1

x = 0.011 mol

Kc = (NO)2

(N2)(O2)

Kc = 4.84 x 10-4

(0.199)(0.779)

Kc = 3.2 x 10-3

36. En el procedimiento de contacto del cido sulfrico se utiliza una mezcla gaseosa de 5 vol % de SO2 y 95 vol % de SO2 y 95 vol % de aire. A una temperatura de 500C, se transforma el 90% de dixido de azufre en SO3. Cul es la constante de equilibrio kp a la presin de 1 atm?

Solucin

0.05 moles SO2

0.95 moles AIRE

21% O2 0.1995 moles O2

79% N2 0.07505 moles de N2 Reacciona 90% SO2 ( 0.05(0.90) = 0.045

2SO2 + O2 ====== 2SO3

I0.050.1995

0

R0.0450.225

0.045

E0.0050.177

0.045

nT = 0.005 + 0.177 + 0.045 = 0.227

kp =

Como P = 1 atm.

Kp = 103.9

37. Determine el grado de disociacin correspondiente a la disociacin trmica del SO3 en SO2 y O2 a 375C, para 1.5 atm de presin, si la constante de disociacin es de 1.67 x 10-2.

Solucin

2SO3

2SO2 + O2I n0 0 0R 2x 2x xE n0-2x

2x

xnT = n0 + x

( =

x =

pO2 = P = P = 1.5

pSO2 = P =

pSO3 = P = .1.5Kp =

1.67 x 10-2 =

( = 2859

38. Cul es la constante de disociacin correspondiente a la descomposicin trmica del PCl5 en PCl3 y CL2, si la densidad gaseosa en el equilibrio, de los tres componentes respecto del aire, tiene el valor de 4.87 a 200C, y 1 atm. de presin?

SOLUCIN

===

+

0

0

Para Hallar

PV =

PV =

P =

P =

P = DRT

PMIRE = DIRERT

M

DV = MV

DIRE MIRE4,87 = MV 28,8

140,256 =

39. Determine el grado de disociacin correspondiente a la descomposicin trmica del PCl5, segn los datos del problema 38, si en un matraz de 1 litro de capacidad que est lleno de cloro a 22C, y 750 Torr, se pesan 2.9205 g. de PCl5, se cierra el matraz y se calienta a 200C.

SOLUCIN

PV = nRT

750/760 x 1 = n x 0.082 x 29.5

n = 0.0408 moles Cl2

nPCl5 = = 0.0140

PCl5 = PCl3 + Cl2

I

0.0140 00.0408

R

x

x x

E

0.0140 xx0.0408 + X

nT = 0.0140 x + x + 0.0408 + x = 0.0548 + x

Kp = =

Kp =

En el EQ

PTV = nTRT

PT(1) = (0.0548)0.032x473

PT = 38.786(0.00548+X)

Kp = 38.786(0.0548 + X)

Kp =

0.308 =

X = 0.002184

X = 0.002184/0.0140 = 0.156

40. Calclese el grado de disociacin del valor de agua 3,000C, y 1 atm, si la constante de disociacin en las condiciones citadas es de 6.2 x 10-6SOLUCIN

2H2O

=====2H2 + O2I

n0

O O

R

n0(

n0( 0.5n0(E n0(1 - ()

n0( 0.5n0(nT = n0(1-() + n0( + 0.5n0( = n0(1 + 0.5()

PV = nTRT

1 x V = n0(1 + 0.5()0.082 x 3273

V = 268.386n0(1 + 0.5()

kc = =

kc = =

kc = =

0.2 x 10-6 =

Por lo tanto: ( = 0.141. EL grado de disociacin del tetrxido de nitrgeno a 100C, es de 87.8%. determinar la constante de equilibrio Kc para esta temperatura a una presin de 2.5 atm.

Solucin

N2O4

2NO2I n0

O

Rn0(

2 n0(En0(1-() 2 n0(

nT = n0(1+()

Kp =

como ( = 0.878

P = 2.5

Kp = 33.646

Como

Kp = kc(RT)n

33.646 = kc(0.082.373)1

Kc = 1.1

42. Calclese el rendimiento en amonaco en vol % para el procedimiento HeberBosch a 200 atm. de presin es de 0.12 vol %.

Solucin

% rendimiento =

N2 + 3 H2 ==== 2NH3I1 3 0

RX 3X 2X

E1-X 3(1-X) 2X

nT = 4 2x

kp = = =

Para P1 se tiene X1

Para P2 se tiene X2Kp =

kp =

=

% Rendimiento =

0.12 = x 100

x1 = 0.002397

=

X2 = 0.2861

% rendimiento 2 = x100 = x100 = 16.7%

43. La constante de equilibrio Kp para una reaccin cuya variacin en moles es de n = 2, a 450C, es de 5.3 x 10-2. Cunto vale en este caso Kc?

Solucin

Kp = 5,3 10-2n = 2

T = 450 + 273,15 = 473,15 K

Kc= ?

Kp= Kc (RT) n

5,3 x 10-2 = kc ( 0,082 473,15)2

Kc = 3,52 x 10-5

44. En un matraz de 250 ml. de capacidad se tienen inicialmente 497 mgr de I2 ( masa molar 253.8 g / mol) a 1000C, siendo la presin total en el equilibrio qumico de 747.5 torr,. Cul es el grado de disociacin del yodo a sta temperatura?

I 2(g) ======= 2I(g)

Inicio 0.81765 0Cambio X

2XEquilibrio : 0.81765 X

2X Presin inicial

poV =nRT

po x 0.250 = (0.497/253.8)x 0.082 x 1273

po = 0.81765 atm

Presin en equilibrio qumico P = 0.81765 X + 2X = 747.5 /760

X = 0,1659 atm

= 0.1659 / 0.81765 = 0.2029

45. El equilibrio del gas de agua: CO + H2O=== CO2 + H2

La constante de equilibrio a 1,000c, es de 1.6. una mezcla gaseosa cuya composicin es de 53.5 vol % CO; 9,5 vol % H2o; 7.5 vol% H2 y 2.5vol% co2 se calientan a la temperatura anteriormente indicada. Qu alteracin experimenta la composicin de los gases?

SOLUCIN :

Tomamos como base 100 moles

Entonces tenemos: - 53,5 mol N2 27 mol CO

9,5 mol H2O

7,5 mol CO2kc = 1,6

CO + H2O

CO2+h2

I27

9,5

2,5

7,5

R x

x

x

x

E27-x

9,5-x2,5+x7,5+x

Kc= [c]c[D]d = (2,5 + X) (7,5 + X)

[A]a[B]b (27 - X) (9,5 - X)

Kc = x2 + 10x + 18,75

x2-36,5 + 256,5

x= 6,04 mol

CO : (27 6,04) = 20,96%

CO2: (2,5 + 6,04) = 8,54 %

H2O: 9,5 6,04 = 3,46%

H2: 7,5 + 6,04 = 13,54%

46. Qu valor tiene la constante del equilibrio del gas de agua a 1,150C? A la temperatura a que se hace la medida la constante de disociacin del agua vale KH2O = 2.5 x 10-15 y la del dixido de carbono Kco2 = 1.3 x 10-14.

SOLUCIN

2 H2O(g)

2H2 (g) + KH2O

- (2CO2(g)

2CO (G) + 2H2 (g)

1/KCO2

2CO + 2H2O 2H2

+ 2CO2

k H2O/KCO2

CO + H2O H2

+ CO2

K =

K=

47. A una temperatura determinada el grado de disociacin trmica del HCl vale : ( = 6.25 x 10-4, a 1amt. La constante de disociacin del agua es KH2O = 9x10-12. Calcular con estos datos constantes de equilibrio del proceso Deacon.

4 HCl(g) + O2(g)

2H2O(g) + 2Cl2(g)SOLUCIN :

2HCl(g) ====H2 (g)+ Cl2(g)

IC

0 0

R(C

0.5(C 0.5(C E c(1-()

0.5(C 0.5(C

Kc = [H2] [Cl2]

[HCl]2

Kc = (0,5(C)(0,5(C) = 0.25 (2

C2 (1-( )2 (1-( )2

Reemplazando ( = 6.25 x 10-4 se tiene

Kc = 9,78 x 10-8

Se sabe que H2O(g) ===== H2(g) + O2(g) Kw = 9x10-12 Entonces 2 H2(g) + O2(g) ===== 2 H2O(g) K = (1 /(9x10-12)2 .(I)

Si multiplicamos por dos al primer equilibrio se tendr

4HCl====2H2 + 2Cl2 K = (9,78 x 10-8)2 ..(II)

Sumando (I) y (II) se tiene:

4 HCl(g) + O2(g) ====2H2O(g) + 2Cl2(g) K = (9,78 x 10-8)2 x (1 /(9x10-12)248. Qu composicin tiene una mezcla de gases a 760 Torr. Que se ha formado por disociacin trmica del dixido de carbono a 1,850C, si su Kp = 5.9x10-5SOLUCIN:

2CO2===2CO + O2 I C

0 0

R (c

(c0,5(c

EC(1-() (C0.5 ( C nt = C(1-() + (C + 0.5 ( C = C(1 +0.5 ()

pCO = 0,5 ( C P = 0.5 ( P C(1 +0.5 () 1 +0.5 ( pO2 = ( C P = ( P C(1 +0.5 () 1 +0.5 ( pCO2 = C(1-() P = (1 - () P C(1 +0.5 () 1 +0.5 ( Kp = pCO2 pO2 pCO22 Reemplazando y simplificando se tiene

Kp = 0.25 (3 P = 5.9x10-5 (1 - ()2 (1+0.5() Como P = 1 atm

( = 0.0599

49. La reaccin entre el hierro al rojo y el vapor de agua se produce con arreglo de la siguiente ecuacin: 3Fe(s) + 4 H2O(g) ==== Fe3O4(s) + 4 H2(g) Cul es el % en volumen de H2, si la presin es de 1.59 atm y el contenido en vapor de agua

en la mezcla de gases de 40.7% en volumen?

SOLUCIN: En la mezcla gaseosas hay vapor de agua e hidrgeno, de tal manera que si existe 40.7% hay entonces 59.3% de H2. Luego el rendimiento de hidrgeno es el siguiente:

Rend H2 = x 100 = 59.30%

50. La constante de disociacin del sulfuro de hidrogeno a 760 Torr. y 480C, es de Kp=1.905. Qu valor tiene en estas condiciones el grado de disociacin del H2S?

SOLUCIN: Supongamos que C es la concentracin molar de H2S y su grado de disociacin de acuerdo a esto podemos evaluar el proceso de reaccin como sigue:

2H2S(g) S2(g) + 2H2(g)

Inicio no

0 0

Cambio (C 0.5(C (C

Equilib: C(1-() 0.5(C (C

nt = C(1-() + 0.5(C + (C = C(1+ 0.5()

Fraccin de equilibrio: para H2S ; para S2 ; para H2

Aplicando la relacin de equilibrio se tiene,

Kp = 1.905 = =

Esta ecuacin cbica puede resolverse por tanteo o anlisis numrico, donde se determina que ( = 0.727751. Qu volumen % de dixido de azufre y cloro se unen para formar cloruro de sulfurilo a 102C, y 760 Torr. Si la constante de equilibrio Kc tiene el valor de 2.37? La reaccin gaseosa tiene lugar a partes iguales de SO2 y de Cl2. SOLUCIN: Supongamos que se mezclan n moles por litro de SO2 y Cl2 para formar SO2Cl2, como se indica a continuacin:

SO2 + C l2 ==== SO2Cl2I n n

0

R (n (n (n

E n(1-() n(1-() (n

nt= n(2-()

pSO2 = pCl2 = n(1-() P = (1-() P

n(2. () (2-()

pSO2Cl2= ((n) P = (() P

n(2- () (2-()

Kp = pSO2Cl2 = (2-() ( pSO2 pCl2 (1-()2 P

Kp = Kc(RT)ng (2- () ( = Kc (RT)-1

(1-()2 P Kc = RT (2-()( (1-()2 P

2.37 = 0.082*375 (2-()( (1-()2 (1)

Resolviendo la ecuacin cuadrtica se tiene que ( = 0.0364 , lo que indica que el 4.16% en volumen de SO2 y Cl2 se han unido efectivamente para producir de sulfurilo.

52. Se llena un autoclave con fosgeno a 20C y 750 Torr. Despus se cierra la autoclave y se calienta hasta 450 C. La presin sube entonces hasta 1874 Torr. Cul es la constante de disociacin Kc de la descomposicin trmica del fosgeno a la temperatura igual?

SOLUCIN: La concentracin molar del fosgeno agregado es

Evaluando el proceso de reaccin se tiene,

COCl2 ====C l2 + SO2

I no 00

R ( no ( no ( no

E no(1-()

( no ( no

En E.Q nT = no(1-()+( no +( no = no(1+ ()

Se sabe que, Inicialmente PoV = noRTo (750/760) V = no *0.082 *293 ..(*)

En el E.Q.

PV = nT RT

(1874)*V = no(1+ () *0.082* 723 .(**)

Dividiendo (*) / (**) se despeja ( ( = 0.0126

Para este tipo de Rx Kp = (2 P = (0.0126)2 (1874/760)=0.0029756 1 -(2 1 -0.01262 Kp = Kc(RT)1 0.0029756 = Kc (0.082*723)

Kc = 5.0x10-553. La disociacin trmica del fosgeno se realiza con arreglo a la ecuacin

COCl2 ===== CO + Cl2 Calentando 3.53 g. de fosgeno en recipiente cerrado de 2.4 litros de capacidad hasta 400C, se llega a una presin de 760 Torr. Cul es en estas condiciones la constante de disociacin Kp y el grado de disociacin del fsgeno?SOLUCIN: no = 13.53 / 99 = 0.03566 moles de COCl2. Evaluemos el proceso de reaccin considerando que ( es el grado de disociacin de COCl2.COCl2 ===== CO + Cl2Inicio no

0 0

Cambio ( no ( no ( no

Equilib: no (1-() ( no ( no

nT = no (1-() + ( no + ( no = no (1+()

en E.Q PV = nTRT

PV = no (1+() RT

1*2.4 = 0.03566*(1+( ) *0.082* 673 ( = 0.2196

Para este tipo de E. Q

Kp = (2 P = 0.21962 (1) =

1-(2 1 -0.2196254. Cuando una mezcla gaseosa de 1 mol de N2 y 0.25 moles de O2 se permite que alcance el equilibrio a 3,000C, se forman 0.125 moles de xido ntrico (NO) al alcanzar el equilibrio quimico. Calcular la composicin molar de la mezcla gaseosa obtenida en el equilibrio cuando se calienta a la misma temperatura, un nmero idntico de moles de nitrgeno y oxgeno.

SOLUCIN:

N2+O2=====2NO

I1

0,25

0

RX

X 2X

E1-X 0.25- X 0.125

2X = 0,125

x = 0.0625

Kc = [NO]2= . 0,1252 = .0.1252 .

[N2][O2] (1-x)(0.25-x) (1-0.0625)(0.25-0,0625)

Kc = 4 / 45Ahora:

N2+O2=2NO

I1

1

0

Rx

x

2x

E1-x

1-x

2x

Kc =

x = 0.23 N2 = 1-x = 1-0.23 = 0,77

O2 = 1-x = 1-0.23 = 0.77

NO = 2x = 2 x 0.23 = 0.46

Nt = 2,00

% N2 = % O2 =

% NO =

55. Una mezcla de un mol de CO2 y un mol de H2, obtiene el equilibrio a 25C y 0.10 atm. ocurriendo parcialmente la reaccin. CO2(g) + H2(g) ===== CO(g) + H2O(g)En equilibrio qumico se tiene 0.16 % volumen de CO . Hallar la Kc de esta reaccin.

SOLUCIN

CO2+ H2 ======= CO+H2O

I1

1

0

0

Rx

x

x

x

E1-x

1-x

x

x

nT1 - x + 1 - x + x + x = 2.0

% CO =

x= 0,0032

Kc =

Kc =

Kc = 1,03 x 10-556. Se calent una mezcla de 6.22moles de H2 y 5.71 moles de vapor de I2, a una temperatura de 357 C hasta que se alcanz el equilibrio, donde encontr entonces que la cantidad de yodo haba disminuido a 0.91 moles. Calcular la composicin molar de otro sistema gaseoso que resulta, cuando se calienta 5.00 moles de yoduro de hidrgeno hasta que se alcanza el equilibrio, a la misma temperatura.

SOLUCIN:

H2 + I2 === 2HI

I 6.22 5.71

0

R x x 2x

E6.2-x5.71-x 2x

Es yodo disminuye a 0.91 mol

( 5.71 x = 0.91

x = 4.80

Kc = [HI]2 = . (2x/V)2 . = . 4 x2 . [H2] [I2] (6.22-x) (5.71 x) (6.22-x) (5.71 x)

V V

Reemplazando x = 4.80 se obtiene

Kc=71.32

Ahora veamos el otro sistema que empieza con HI, para eso tenemos que invertir la reaccin reversible V

2 HI ====== H2 + I2 Kc = 1 / 71.32 I 5 0 0 R 2x x x E 5 2x x x Kc = (x/V) (x/V) = . x2 . = . 1 .

(5 2x)2 (5 2x)2 71.32 V2

Resolviendo x = 0.48

% H2 = % I2 = x 100 = 9.60 % 5

% HI = (5 2x) 100 = 80.8 %

5 57. A 721 K y 1 atm de presin total en el equilibrio ,el 21.4% molar del HI(g) se descompone en H2 y vapor de I2. Hallar la constantes de equilibrio del proceso de disociacin, siguiente:

SOLUCIN:

HI(g) ===== H2(g) + I2(g)

Hallando Kp y Kc (en relacin)

T = 721 K

Kp = Kc(RT)Ang

P = 1 atm

KP = (0.082 x 721)

( = 0.214

Kp = Kc

Kc = ?

Hallando Kp

Kp =

Kp = = 0.018558. El vapor de Kc para la reaccin 2HI(g) === H2(g) + I2(g), es 3.3 x 10-2 a 300C. Calclese el nmero de gramos de HI formado, cuando al colocar en un matraz de dos litros 1 mol de H2, 1 mol de vapor de yodo y 0.001 moles de HI, se deja que alcance el equilibrio la mezcla gaseosa a la temperatura indicada.

SOLUCIN: Qc = (HI)2 = (0.001)2 = 10-6 (H2)(I2) 1 * 1 Como Qc < Kc entonces el equilibrio virara hacia la izquierda v=2L

H2(g) +I2(g) ======2HI(g)

I 1 1 00001

R x x

2x

E1-x 1-x 0.0001+x Kc = [HI]2 = (0.001+ x)2 = 0.033 [1-x][1-x] (1-x)(1-x) x = 0.0828 moles de HI en E.Q = 0.001 + 2x = 0.166659. Para la reaccin reversible gaseosa: N2(g) + 3H2(g)====2NH3(g), a 500C se tiene Kp=1.44 x 10-5 atm-2. Calcular Kc.

SOLUCIN:

Kp = Kc(RT)(ng

1.44x10-5 = Kc(0.082*773)-2

Kc = 0.0579

60. En el caso de la sntesis del amoniaco a 400C , hallar los siguiente:

a) Kp para la reaccin: N2(g) + 3H2(g) === 2 NH3(g), si Kc = 0.507

SOLUCIN: Kp = Kc(RT)(ng

Kp = 0.507*(0.082*673)-2= 1.66x10-4

b) Kc a400C para la reaccin: 2NH3(g) ===== N2(g) + 3H3(g)

SOLUCIN:

( Kc = 1 / 0.507 = 1.9724

c) Kc a 400 C para la reaccin: NH3(g) ==== N2(g) + 1H3(g)

SOLUCIN:

( Kc =

( Kc= = 1.4061. Si a 400C, en una vasija de un litro y en presencia de un catalizador, 3 moles de H2 y mol de N2 alcanza el equilibrio formado 0.0385 moles de NH3, calcular Kc para la reaccin:

SOLUCIN: V= 1LN2(g) + 3H3(g) ==== 2NH3(g)

I 13

0

R x3x

2x

E1-x3-3x

2x* Cuando alcanza el equilibrio forma 0.0385 mol NH3

( 2x = 0.0385

x = 0.01925

Kc = ?

Hallando el KcKc =

Kc = 5.93 x 10-5

62. Si a 630C y 1 atm de presin total en el equilibrio, la densidad de una mezcla gaseosa obtenida mediante la disociacin del SO3 es de 0.927 g/litro. Calcular:

a) El grado de disociacin del SO3

SOLUCIN:

SO3(g) ==== SO2(g) + O2

I no

0 0

R no

no 0.5 no

Eno (1-)

no 0.5no nT = no(1-)+ no +0.5no =no(1 +0.5)

Mav = (no1-)*PMSO3+ no*PMSO2+ 0.5no*PMO2 = PMSO3 = . 80 . no(1 +0.5) 1+0.5 1 +0.5P*Mav = DRT

1 * . 80 . = 0.927*0.082*903

1+0.5 = 0.331

b) La constante de equilibrio Kp de la reaccin

La Kp en funcin de se expresa as:

Kp = 0.51/2 * 3/2 * P1/2 (1-) *(1+0.5)1/2 Reemplazando = 0.331 y P=1 se tiene

Kp = 0.18663. La constante de equilibrio para la reaccin siguiente:

HgBr(g) ===== Hg(g) + Br2(g)

es Kp = 0.040 atm. Si a 1100C el HgBr se encuentra parcialmente disociado, calcular la presin a la cual la mezcla gaseosas resultante de la disociacin, o sea en el equilibrio, tendra de un densidad gramo por litro.

SOLUCIN:

HgBr(g) ==== Hg(g) + Br2(g)

I no

0 0

R no

no 0.5 no

Eno (1-)

no 0.5no

nT = no(1-)+ no +0.5no =no(1 +0.5)

Mav = no(1-)*PMHgBr + no*PMHg+ 0.5no*PMBr2 = PMHgBr = .280.494 . no(1 +0.5) 1+0.5 1 +0.5P*Mav = DRT

P * . 280.494 . = 1 * 0.082 * 1373 1+0.5 P= 0.4013846*(1+ 0.5) La Kp en funcin de se expresa as:

Kp = 0.51/2 * 3/2 * P1/2 (1-) *(1+0.5)1/2Sabiendo Kp=0.04 y P = 0.04013846*(1+ 0.5) Encontramos = 0.1756

P = 0.04366 atm

64. Para la reaccin: N2O4(g) ===== 2NO(g), a 25C, Kp = 0.14 atm . Si en un matraz de 0.500 litros, se encuentra la presin parcial del NO2 es de 400 Torr en el E.Q. Calcular: La presin parcial del N2O4 en el equilibrio

SOLUCIN:

N2O4(g) ==== 2NO2(g)

I no 0

R x

2x

Eno-x 2x

nT = no-x+2x = no +x pNO2 = 400/760 = 0.5263157 Kp = (pNO2)2 pN2O4 0.14 = (0.5263157)2 pN2O4 pN2O4 = 1.97863 atm

P = 1.97863 + 0.5263157 = 2.505 atm

a. La cantidades N2O4(g) que se coloc slo al comienzo

SOLUCIN:

P V = nT R T

2.505 * 0.5 = (no+x)*0.082*298 no+x = 0.0512563 Sabemos que la fraccin molar del NO2 es XNO2 =0.5263157 = 2x 2.505 no+x

x = 0.1173846* no Resolviendo no = 0.04587

65. En la reaccin: PCl5(g) === PCl3(g) + Cl2(g), Kp = 1.78 atm a 250C, Calcular Kc.

SOLUCIN:

Kp = Kc(RT)(ng

1.78 = Kc(0.082*523)1

Kc = 0.041566. Si a 200C el grado de disociacin del PCl5(g) es de 0.485 a 1.00 atm de presin total en el equilibrio, hallar su grado de disociacin a 0.100 atm.

SOLUCIN:

PCl5 ==== PCl3 + Cl2

I no

0 0

R x

xx

Eno-x

x x

Kp = 2 P

1-2

Como la temperatura no varia la Kp se mantendr constante 12 P1 = 22 P2 1- 12 1- 22 0.4852 (1.00) = 22 (0.100) 1 - 0.4852 1- 22 2=0.86967. En un frasco de 10.0 litros se coloca 27.1g de vapor de pentocloruro de fsforo (PCl5) a 523 K. La presin total que alcanza luego el sistema en el equilibrio es de 1 atm. Calcular:

a) La constante de equilibrio Kp y la fraccin disociada de PCl5b) La fraccin de PCl5 disociada, cuando se agrega inicialmente 27.1 gr de PCl5 y adems Cl2 hasta que la presin total de equilibrio llega a 2 atm.

c) La cantidad de moles de Cl2 agregados calor agregado en el caso b.d) Si se aumenta volumen a 20 L para el caso donde solo hay PCl5e) Si se aumenta el volumen a 20 L . en caso b); hallar f) Cuantos moles de Cl2 se agrego para el cado e)SOLUCIN :

a) nPCl5 = w/PM = 27.1/208.225 = 0.13015 V= 10 LPCl5 ======= PCl3 + Cl2

I n0

00

R n0(

n0(n0(En0(1-() n0(

n0(nT = n0(1 + K)Kp = = p

En EQ.

PV = nTRT

1 x 10 = [0.13015(1,0-()]0.082 x 523

( = 0.7916

Reemplazando

Kp = x 1 = 1.68

b) V = 10 L

PCl5 ======PCl5 + Cl20.13015

a0

x

xx

0.13015-x

a+xx

nT = 0.13015 x + a + x + x = 0.13015 + a + x

Kp = =

En EQ

PV = nTRT

2x10 = (0.13015 + a + x) * 0.082 * 523

0.13015 + a + x = 0.46635 = nT

a + x = 0.3362

a = 0.3362 x

1.68 = (2)

x = 0.07004

( = = = 0.54

c) a = 0.3362 x

a = 0.3362 0.07004 = 0.26616

a = 0.26616 moles de Cl2

d) Si se aumenta volumen a 20 L (es decir baja presin) el efecto contrario es aumentar presin, es decir aumentar nmero de molculas. Es decir virara a la derechaPCl5

=PCl3 + Cl2

0.13015

00

x

xx

0.13015-x xx

Kc = = =

Kc =

=

resolviendo:

x = 0.11366

( = = 0.8733

PCl5

=Cl2+PCl3

0.13015

a 0

x

x

x

0.13015-x a+x

x

nT = 0.13015 + a + x

PV = nTRT

1x20 = nT 0.082 x 523nT = 0.46635

0.13015 + a + x = 0.46635

a + x = 0.3362

a = 0.336 x

Kc =

=

x = 0.0911

( = = 0.700

e) a = 0.336 x

a = 0.336 - 0.0911

a = 0.244968. A 1000 K ocurre parcialmente la reaccin : I2 (g) ==== 2I(g). Una masa inicial de 0.364 g de vapor de I2 ocupa el volumen de 0.125 litros, a 752 Torr. En el equilibrio, a la temperatura, indicada. Calcular los valores de Kp y KC .

SOLUCIN

I2 =======2I(9)

In0 0

Rx 2x

En0-x 2x

nT = n0 x + 2x = n0 + x

Pero

PV = nTRT

= (0.0014342 + x)* 0.082 x 1000

x = 7.414 x 10-5

[I] = = 0.001186

[I2] = = = 0.01088

Kc = = = 1.30 x 10-4Kp = Kc(RT)nn = 2 1 = 1

Kp = (1.30 x 10-4 ) * (0.082x1000) = 1.07 x 10-2

69)A la temperatura constante de 700K, en un frasco de dos litros que contiene 0.100 moles de CO(g) y un catalizador conveniente, se introduce inicialmente a moles de H2 la reaccin C0(g) +2H2(g) ==== CH3OH(g),En E.Q se han formado 0.060 moles de metanol

CO(3) + 2H2(5)

=CH3OH(9)

I0.1a

0

Rx2x

x

E 0.1-xa-2x

x

Nos dan dato que nmero de moles en E.Q. del CH3OH es 0.06

x = 0.06

nT = 0.1 x + a 2n + x = 0.100 2x + anT = 0.1 2(0.06) + anT = a 0.02

Aplicando E.Q.

PV = nTRT

7*2 = (a - 0.02) *0.082 *700

n = 0.264

a) Moles mezcla gaseosa en EQ

nT = n 0.02 = 0.264 0.02 = 0.244

b) Moles de CO en E.Q = 0.100x = 0.1000.06 = 0.04

moles de H2 en EQ = n-2x = 0.264-2(0.06) = 0.144

c) Kc = = = 289.35

Kp = Kc (RT)n = 289.35(0.082 x 700)-2 = 0.088

70) A una cierta temperatura y existiendo tan slo al comienzo el slido A2B2, la presin total gaseosa por el proceso de disociacin parcial: A2B2(g) ===== A2(g)+B2(g) es de 100torr en E.Q. Calcular la presin total a la misma temperatura, si existiese tambin el comienzo algo de B2 a la presin de 20torr.

SOLUCIN: Como en E.Q hay dos gases de la misma composicin y la presin total es 100 toor, entonces las

presiones parciales de A2 y B2 son 250 torr c/u o 250/760 atm c/u

Kp = pA2 pB2 = (250/760) * (250/760) =0.1082

Ahora para el caso donde hay algo de B2 inicialmente Se puede trabajar con p en lugar de numero de moles

A2 B2(s)=====A2(g)+B2(g)I

0

20/760R

p

p

E

p

p+20/760 Kp = pA2 pB2 (p) * (p +20/760) = 0.1082 p = 0.316 atm PT = p + (p +20/760) = 0.316 + (0.316 + 20/760) = 0.658

71) En la reaccin: Fe(s) + CO2=======Fe(s) + CO (g), se encontr que la presin parcial del CO2 era de 0.740 atm y la del CO de 1.34 atm, cuando se alcanz el equilibrio a 800C. Calcular las presiones parciales de los gases del sistema cuando se deja llevar el equilibrio Fe-CO2 a una presin total de 0.500 atm, a la misma temperatura.

SOLUCIN

Fe(s) + CO2(g)===== FeO(s) + CO(g)

I

n0

0

R

x

x

E

n0-x

x

nT = no Kp = = = 1.8108

PCO = P

PCO2 = P

Kp= =

- ( = ( x = (n0 Kp =

- Igualando Kp:

= Kp

= 1.8108

( = 0.64

Finalmente:

PCO = P = (P = (0.64)(0.5) = 0.32 atm.

PCO2 = P = (1 - ()P = (0.36)(0.5) = 0.18atm.

73)a) La presin parcial del vapor de agua es 0.22 atm. Hallar su Kp a 25 C b) El numero de moles de agua en E.Q

CuSO4. 3H2O(s) = CuSO4(s) + 3H2O(g)

In0

00

Rx

x3x

En0-x

x3x

a) Kp = (PH2O)3 = (0.22)3 = 0.010648

0.22 atm = PH2O(g)

b)

Kc = [H2O]3

ng = 3 Kc = [3x/20]3

- Kp = Kc(R.T.)ng0.010648 = [3*x/20]3[(0.082)(298)]3x = 0.060- nH2O = 3(x) = 3(0.060) = 0.18075) Calcular los Go de las reacciones siguientes a 25oc y determinar sus constantes de equilibrio

a) 4HCl(g) + O2(g)=======2H2O(g) + 2Cl2(g)

Grxn = (2GfCl2 + 2G fH2O(g)) (GHCl +GfO2)

Grxn = 2(-54.634) 4(.22.777) = -18160 cal/mol

G = -RTlnKc = -18160 = (-1.987)298lnKc

18160 = 592.126 ln Kc

Kc = 2.087101013 b)CO(g) + 2H2(g) = CH3OH(g)

Grxn = GfCH3OH(l) (GfCO(g) + 2G fH2(g))

Grxn = -(-32.780Kcal/ml 2(0))

Grxn = -6970 cal/mol

Grxn = R.T. ln K

- 6970cal/mol = -1.987 cal/molK . 298K lnKc

K = 11.7

c) CO(g) + PbO(5) = CO2(g) + Pb(s)

Grxn = (GfPb(s) + G fCO2(g)) (GCO(g) +GPbO(s))

Grxn = (-94.254 Kcal/mol) (-32.780Kcal/mol + -45 Kcal/mol) = -16474 cal/mol

G =R.T. LnK

-16474 = 1.987 x 298 lnK

K = 1.2

76) Para la reaccin 2HI(g) === H2(g) + I2(g), la constante de equilibrio a 4580C es de 0.0206. Calcular la energa libre estndar de ionizacin de 1 mol de yoduro de hidrgeno gaseoso a esta temperatura

SOLUCIN:

G = -R.T. lnKc

G = - (731k)ln 0.0206

G = 5622 cal/mol

77) Gastndose 0.5 moles de nitrgeno a 1 atm. Y 1.5 moles de hidrgeno a 5 atm. y estando ambos gases a la temperatura de 25 0C, se obtuvo 1 mol de amonico a 0.10 atm. y 25OC. Calcular G0

SOLUCIN :

Kp = = = 1.25

Kp = Kc(R.T)ng

ng = 2-4 = -2

1.25 = kc[(0.082)(298.15)]-2

Kc = 747

G0 = -(1.987)(298.15)(747) = -443 Kcal/mol

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