55 Ejercicios Entre Cinetica Quimica y Equilibrio Quimico

“AÑO DE LA L A PROMOCION DE LA INDUSTRIA RESPONSABLE Y EL COMPROMISO CLIMATICO” CLIMATICO ”

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ FACULTAD DE INGENIERIA Carrera profesional de Inenier!a "#!$i%a

EJERCICIOS DE CINÉTICA QUÍMICA Y EQUILIBRIO QUÍMICO ASIGNATURA:

QUIMICA GENERAL II

INGENIERA:

MENDOZA SANCHEZ JUANA

INTEGRANTES: BARRERA RIVERA, GREASSE YAHAIRA CARHUAMACA ROJAS JHOFANY ROCIO CLEMENTE COSME INGRID DAYANA ESPINOZA CANTO ESTEPHANY YUMIKO VELITA VILLAVERDE LILIANA KARINA

SEMESTRE:

II – A FIQ

 

HUANCAYO-PERÚ

2014

&' E(ERCICIOS DE CIN)TICA "U*MICA +, En la rea%% %%ii-n

. en #n de/er$inado $o$en/o. el

0idroeno es/1 rea%%ionando a la 2elo%idad de 34353

Se pre#n/a6

a. La velocidad velocidad a la la que e!" e!" #eaccio$a$ #eaccio$a$do do el $i!#%&e$ $i!#%&e$o. o. '. La velocidad velocidad co$ co$ la que e e e!" (o#)a$do (o#)a$do el el a)o$iaco. a)o$iaco. Solución:

i. Se c! c!"#e $e% $e%

El enun enunci ciad ado o del del prob proble lema ma nos nos indi indica ca que que la velo veloci cida dad d de reac reacci ción ón del del hidrogeno hidrogeno es 0.090

, luego

, por lo que la velocidad velocidad de

reacción del nitrógeno será:

ii. De i&'# i&'# !'(e)' !'(e)' c'#c#'!* c'#c#'!*++ #' ,e#*ci' ,e#*ci' e *)!' *)!'ci/( ci/( e# '!*(i' '!*(i'c*% c*%

N* +e '( e(i* e( ce(' #*+ +i&(*+ (e&'i,*+ 3' $e e+*+ +*#* i(ic'( #' e+'"')ici/( e #*+ )e'ci,*+

7, En la rea%%i-n prod#%/os se en%#en/ra 8#e6 /9:+4' s ; ' M /9>7=4= s;
El signo nos indica que el reactivo A está desapareciendo.

&, Es%rie las epresiones de la 2elo%idad $edia para las si#ien/es rea%%iones6 c. d. e. Solución:

i. ii. iii.

=, Es%rie la epresi-n de la 2elo%idad ins/an/1nea para las si#ien/es rea%%iones 8#!$i%as6 (. &. *. Solución:

i. ii. iii.

', Tres rea%%iones /ienen las si#ien/es ener!as de a%/i2a%i-n; +='. 7+3  => (4 Dia. raonando la resp#es/a. %#1l ser1 la rea%%i-n $1s len/a  %#1l la $1s r1pida4 Solución: La reacción qumica solo comen!ará cuando los reactivos posean una energa igual a la energa de activación" por eso, cuanto ma#or sea esta, menor será la velocidad de la reacción. Seg$n este ra!onamiento, la reacción más lenta será la de energa de activación ma#or, %&0 '(, # la más rápida, la de energa de activación menor, )* '(.

F, En #na $e%la de G7 < ,  O7 < , p#ede prod#%irse #na rea%%i-n $# eo/Hr$i%a  eplosi2a in%l#so $edian/e #na pe8#ea %0ispa4 Sin ella la $e%la per$ane%e sin rea%%ionar indefinida$en/e4 Epli%a es/a diferen%ia de %o$por/a$ien/o4 Solución: Se trata de una reacción con una energa de activación alta. La chispa logra que los reactivos alcancen esta energa necesaria para que la reacción tenga lugar, reacción que, cuando se produce, es altamente e+otrmica # e+plosiva. Sin e+istir esta energa de activación la reacción no tiene lugar # los reactivos permanecen inalterados.

:, Para la rea%%i-n eo/Hr$i%a A <, J & B <, K 7 C <, s# orden de rea%%i-n es +.' respe%/o de A  7 respe%/o de B4

a+ De,$a velocidad de #eacci%$ - alique ee co$ce!o a cada u$o de lo co)ue!o que ,&u#a$ e$ ea #eacci%$. '+ Ec#i'a la ecuaci%$ de velocidad de ea #eacci%$. c+ /C%)o e )odi,ca#0a la velocidad de #eacci%$ e$ cao de que1

%+, se d#pli8#e la %on%en/ra%i-n de A;

%7, se /ripli8#e la %on%en/ra%i-n de B4 Solución:

' De5(i!*+ ,e#*ci' !ei' c*!* e# c*cie(e e()e #' ,')i'ci/( e #' c*(ce()'ci/( e6")e+'' e( !*#e+7#i)* e (* e #*+ )e'ci,*+ * ")*c*+ 3 e# i(e),'#* e ie!"* e( e# $e +e ")*ce ic' ,')i'ci/(. P')' (e+)' )e'cci/(% 8 Se&9( #*+ /)e(e+ "')ci'#e+ i(ic'*+ e( e# e((ci'* #' ec'ci/( e ,e#*ci' e+% c- c&- Si duplicamos la concentración de A:

A!e(' 2.:; ,ece+. C2 Si )i"#ic'!*+ #' c*(ce()'ci/( e <% A!e(' = ,ece+

>4 Es%ria las epresiones de la rapide para las si#ien/es rea%%iones en f#n%i-n a la desapari%i-n de rea%/i2os  apari%i-n de prod#%/os6 a, I8) t5 6%8 t5 628) t5 6= %8; t

54 Considera la si#ien/e rea%%i-n6 =NO7<, J O7<, 7N7O'<, S#pona 8#e en #n $o$en/o de/er$inado d#ran/e la rea%%i-n el o!eno $ole%#lar  es/1 rea%%ionando %on #na rapide de 3437=Ms 4a, ?Con 8#e rapide se es/1 for$ando el N7O'@4, ?Con 8#e rapide es/1 rea%%ionando el NO7@ SL/12 a6%8 t5 62%8% t ?< L @A2@ 62%8 t57%70.0%)Bs-50.0)*Bs b-

62%8) t5

6%8 t

3E BA2E
+34 La %on2ersi-n del %i%lopropano en propeno en fase aseosa es #na rea%%i-n de pri$er orden %on #na %ons/an/e de rapide de F4: <+3=, s+  a '33%4 a, Si la %on%en/ra%i-n ini%ial de %i%lopropano f#e de 347'M ?C#al ser1 s# %on%en/ra%i-n desp#Hs de >4>$i$@ , ?C#1n/o /ie$po /endr1 8#e /rans%#rrir para 8#e la %on%en/ra%i-n del %i%lopropano dis$in#a desde 347'M 0as/a 34+'M@ %, ?C#1n/o /ie$po en $in#/os /o$ara /ransfor$ar := del $a/erial ini%ial@ SL/12 a- *.*min ;0s&min- 5%*s ES<1D1BS lnA- t57't  lnA-0 lnA-t57;.F&0 7)-s7&%*s- lnA-0 lnA-t57&.F) A-t5 A-t50.&*B b- ln0.&B0.%B-57 ;.F&0 7)-s7&.tt5F.;&00s-&min;0s-5&>min - ln0.%;B&00B-57 ;.F&0 7)-s7&.tt5%&000s- &min;0s- 5>>min

++4 La des%o$posi%i-n del e/ano ' t&F%50.;9> .>;&0 7)-s7& t&%5&.%9&000s-&min;0st&%5%&.min

+74 En fase aseosa los 1/o$os de odo $ole%#lar4 I<, J I<, I7<, Es/a rea%%i-n si#e #na %inH/i%a de se#ndo orden  /iene #n ele2ado 2alor para s# %ons/an/e de rapide6 :<+35,Ms a 7&%4 a, Si la %on%en/ra%i-n de odo f#e de 343>FM. %al%#le la %on%en/ra%i-n desp#Hs de73 $in#/os4 , Cal%#le la 2ida $edia de la rea%%i-n si la %on%en/ra%i-n ini%ial del odo es 34F3M.  si es de 34=7M4 SL/12 a- & 6A8 t5't  & 6A8 0 & 6A8t5F&09-Bs 6%min ;0s&min-8&0.0*;B & 6A8t5&.%&0 7&%- B b?A
t&% 5>.) &07&0-s

+&4 La %ons/an/e de rapide de #na rea%%i-n de pri$er orden es6 &4=F <+3 7, s + a 75>4 ?C#1l es la %ons/an/e de rapide a &'3 si la ener!a de a%/i2a%i-n es de '347($ol@ SL/12 LS 3A@S S2: G&5>.); &07%-s7& '%5H t&5%9*' t %5>0'  AL S/S@1@/1< E2 LA E/A12: ln>.);&0 7%-s7&'%-5 0.%G(mol 7&-*.>&)(G 7&mol7&6%9*'7>0'%9*'.>0'8 ln>.);&0 7%-s7&'%-57>.0&  >.);&07%- s7&'%5 G%50.F0%s 7&

+=4 En la rea%%i-n 0ipo/H/i%a6 A J &B 7C La %ons/an/e espe%ifi%a de la 2elo%idad de rea%%i-n es 74+3'L&$ol&4Si la %on%en/ra%i-n $olar de A es la 2ein/ea2a par/e de la %on%en/ra%i-n de B  saiendo ade$1s 8#e la 2elo%idad de rea%%i-n es 343F7'$olL+$in+. %al%Qlese la s#$a de %on%en/ra%iones de los rea%/i2os4 SL/12 3A@S: G5%.&0L>mol7>" 6D85+molL S1 LA D

"

6A85+%0molL " I50.0;%molL7&min7& %

I5' L/EJ: 0.0;%5%.&0  6K%08 5;.% &07;K50.0 6A850.00%molL E2@2ES. 6A86D85.%&0 7%-molL

#

6D850.0molL

+', Sea la rea%%i-n6 Br 7(ac) J GCOOG(ac)  7 GBr (ac) J CO7(g). epresar la 2elo%idad4 Solución: La velocidad puede e+presarse como:

+F, Para la rea%%i-n eo/Hr$i%a A <, J &B<, respe%/o de A  7 respe%/o a B4



7C<,. s# orden de rea%%i-n es +.'

a. De,$a la velocidad de #eacci%$ - alique e!e co$ce!o a cada u$o de lo co)ue!o que ,&u#a$ e$ la #eacci%$. '. Ec#i'a la ecuaci%$ de velocidad de ea #eacci%$. c. /C%)o e )odi,ca#0a la velocidad de #eacci%$ cao de que e dulique la co$ce$!#aci%$ de A - e !#ilique la co$ce$!#aci%$ de B. Solución:

A Ve#*ci' e )e'cci/( e+ #' c'(i' e ++'(ci' $e )e'cci*(' "*) (i' e ie!"*. V!> -

>-

>

< V> ?@A1@<2 C A# "#ic') A % VB>? @2@A1@<2 > 21?@A1@<2> 2:; V A# )i"#ic') <% VBB>?@A1@;@<2 > ;2?@A1@<2> =V

+:, La le %inH/i%a de #na rea%%i-n es 9 .'  +3 &Ms %#ando •

 >: 6 10.; 7 022 > 0212 M-1 +-1

2

A*)' +*#* e(e!*+ $e e+"e') @A e( #' e6")e+i/( 3 ++ii)% @A>

7

@A>

-

7

> 01; M

+>, En la rea%%i-n N7<, J 7NG&<, 7NG&<, . en #n de/er$inada $o$en/o. el 0idroeno es/1 rea%%ionando a #na 2elo%idad de 3.353 $ol l4s a+ La velocidad a la que e!" #eaccio$a$do el $i!#%&e$o. '+ La velocidad co$ que e e!" (o#)a$do el a)o$iaco. S*#ci/(% VH2 > 0.0=0 !*#7 #.+ A V! >-

-

>-

>

> - 0.0=0> 0.0;0 !*#7 #.+

D-

5  7&> + 0.090 + %- 5 0.0;0moll.s

F. considere la reacción %2g-  %  %2%g-

+5, S#pona$os 8#e en #n $o$en/o en par/i%#lar d#ran/e la rea%%i-n el -ido n!/ri%o
S*#ci/(% V> A < -

>



> -00 M7+

> 00 M7+ >> -0.0 7 2 > - 0.0;; M7+

%0-

%&-

%%-

%>-

%)-

25+ A cie#!a !e)e#a!u#a6 la deco)oici%$ del e$!%4ido de di$i!#%&e$o e&7$ la ecuaci%$1 N2O58&+ 9 N2O:8&+  ; <=2 O28&+ !#a$cu##e co)o u$a #eacci%$ de #i)e# o#de$6 - !ie$e u$a co$!a$!e de velocidad de 56:>)@2. Se deea a'e# c7al e#" la #ei%$ ,$al !o!al al ca'o de ? )i$. S*#ci/(% N2O@& N2O4@&   172 O2@& 0 !i( P* - P1 P1 172 P1 ;0 !i( P > P* - P1 P1 172 P1 De *(e PF > P  P1  172 P1 P*) +e) #' )e'cci/( e ")i!e) *)e( +e c!"#e $e #( P > - ? > 410- 1:00 c*( #* $e P > ;;104 N!-2 P* Le&* P1 > P* - P > :J104 - ;;10 4 > 0410 4 N!-2 +ie(* P > @;;  04  02J104 > 1410 4 N!-2

2+ Do u!a$cia A - B6 #eaccio$a$ e$!#e 0 i&uie$do u$a ci$!ica de e&u$do o#de$. De!e#)i$a# la ca$!idad de A que e#)a$ece#" i$ #eaccio$a# al ca'o de 5?)i$6 i e *a a#!ido i$icial)e$!e de ca$!idade e!equio)!#ica de lo do #eac!ivo. Se a'e que a lo < )i$ - :?  *a'0a #eaccio$ado la )i!ad de A. S*#ci/(% P*) +e&i) (' ci(ic' e ")i!e) *)e( +e c!"#e $e% 1 1 > ? Si  > 1!i(  40+ > 1000+ K A K A 1 1 > ?1000 e *(e ? > 1 K A72 K A  1000C *A P')'  > 0!i( > ;000

1 1 > 1 ;000 K A K A  K1000 A L* c'# i!"#ic' $e C A > K A 74 #' c'(i' e A $e (*+ $e' e+ #' c')' "')e e #' i(ici'#.

7:, En la /ala si#ien/e se dan las 2elo%idades de rea%%i-n de A  B para di2ersas %on%en/ra%iones de a$as espe%ies4 DedQ%anse  la %ons/an/e de 2elo%idad  %orrespondien/e a la rea%%i-n %inH/i%a6 2 9 A B 6A8 E+perimento &0) B & % >

%.> ).; 9.%

6D8 &0 B

vms7&-

.%&07) >.& ).;&0MN ;.% &.;;)&0 7 ;.% %

Solución: v>v% 5 6A>8  6A%8 ' no vara porque no vara ni la temperatura ni la naturale!a de los reactivos. ?ara poder aplicar este mtodo la reacción tiene que transcurrir mu# poco sólo hasta un má+imo del &0O-. &.;;)&0 7% ).&;&0MN 5) 56A >8 6A%8 5 % 5 ) 5% Se trata de una reacción de segundo orden con relación al reactivo A. v%v& 5 '6A%8P 6D%8  '6A&8P6D&8 5 ).&;&0MN.%&0 7) 5 * * 5 %P  % 5 5& La reacción es de orden uno con respecto al reactivo D. La reacción global es de orden >. =allamos Q'Q mediante sustitución lo hacemos en los > casos # hallamos la media-. ' 5 >.&&0 * mPs7&

7>, En #na rea%%i-n de pri$er orden se /ransfor$a el 73 en &3 $in#/os4 Cal%#lar el /ie$po ne%esario para 8#e la /ransfor$a%i-n sea del 5'4 Solución: ln 6 806 8 5 't ln 6 800.*6 80 5 >0' R ' 5  >0ln &0.* R ' 5 F.)&0MN min 7& ln 6 800.06 80 5 F.)&0MNmin 7& T R / 9 =37 $in

75, El a$onia%o se des%o$pone por a%%i-n de #n fila$en/o de /#ns/eno %alien/e seQn la rea%%i-n dada4 La rea%%i-n se si#e por el %a$io de presi-n. 0aiHndose oser2ado a dis/in/os /ie$pos los a#$en/os de presi-n refleVados en el %#adro4 Saiendo 8#e la presi-n ini%ial era 733 /orr4 Cal%Qlese la %ons/an/e de 2elo%idad en #nidades de presi-n4 %2=> R 2%  >=%

/
&& %&&

733

=33

F33

>33

+333

%%.& %%%.&

)) %))

;;.> %;;.>

*F.9 %*F.9

&&0 >&0


P 9 P3  / Esta grá4ica no nos da ninguna in4ormación #a que necesito una representación de la ?2=>- en 4unción del tiempo. ?02=>- 5 %00 torr. @ranscurrido cierto tiempo podemos suponer que la presión disminu#e. %2=>g?t-

R ?07+

2%g+%

 >=%g>+%

?@ 5 ?07+-  +%  >+% 5 ? 0  + 2osotros sabemos que: ? @7?0 5 + ?2=>- 5 ?07+ 5 ?07 ?

/
+33

733

=33

F33

>33

+333

P NG&

&*9

&FF.9

&;

&>>.F

&&%.&

90

 Ahora represento ?2=>- 4rente a t: ' 5 pendiente 5 0.&& Ecuación de orden 0 R %00

&3, Las %ons/an/es de 2elo%idad de al#nas rea%%iones se d#pli%an %ada 2e 8#e la /e$pera/#ra se a#$en/a +3 rados4 S#pona 8#e #na rea%%i-n se lle2a a %ao a 75'  a &3'4 ?C#1l dee ser la ener!a de a%/i2a%i-n para 8#e la %ons/an/e de 2elo%idad se d#pli8#e %o$o se 0a des%ri/o@ S*#ci/( C*(+'(e e ,e#*ci'% ?1

L(

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: -0.=; >



E' > .1: 6 104 7!*# > 1.: 7!*#

>&-

>%-

&&, La 2elo%idad de #na rea%%i-n a &3WC es el dole 8#e a 73WC4 Cal%#la la ener!a de a%/i2a%i-n4 S*#ci/(%  >A e-E'7RT V;07V20 > 2 L( > -E'7RT  #(A  #( 271 > E'7R@17T1  17T2 2; S"*(e!*+ $e #*+ c'!8i*+ e c*(ce()'ci/( +*( e+")eci'8#e+. V;07V20 >  207 ;0 > 2 L(2 > E'7 1=:J @ 172=;  17;0; E'> 1222J c'# !*#-1 E'> 1222 ? c'# !*#-1 &=, La %ons/an/e de 2elo%idad para #na rea%%i-n de pri$er orden es =.F3  +3 = s+ a &'3WC4 Si la ener!a de a%/i2a%i-n es +3= ($ol4 Cal%#le la /e$pera/#ra a la %#al la %ons/an/e de 2elo%idad ser1 >.>3  +3= s+4

S*#ci/( #( >

@

-



#( @4.0 6 10 -4 +-17:.:0 6 10 -4 +-1 > 1.04 6 10 7 :.;14 @17T2  172; #(@0.22J > @1.21 6 10 4  @17T2  172; -0.4:J  20.0: > 1.21  10 4 7 T2 1=.4; T2 > 1.21 6 10 4   T2> 44> ;J1C &', La 2elo%idad de #na rea%%i-n a &3C es el dole 8#e a 73C4 Cal%#la la ener!a de a%/i2a%i-n4 Solución: G 5 Ae7Ea<@ I>0I%0 5 %

ln G 5 7Ea<@  ln A R ln G %G& 5 Ea< &@& 7 &@%Suponemos que los cambios de concentración son despreciables. I>0I%0 5 G%0G>0 5 % ln % 5 Ea&.9*F &%9> 7 &>0>Ea 5 &%%%F cal mol 7& R Ea 9 +7477 %al $ol+

73 E(ERCICIOS DE E"UILIBRIO "UIMICO

?<+ E$ u$ #eciie$!e i$icial)e$!e vac0o6 e i$!#oduce$ do &ae A - B a la #ei%$ a#cial de < a!). - 1.J( c*( #*+ $e "*e!*+ c'#c#') #'+ )'cci*(e+ !*#')e+ e #*+ )e+ &'+e+ e( e# e$i#i8)i* 3 c*!* P > 2 '!. '!8i( #'+ ")e+i*(e+ "')ci'#e+ @A >

0.J( > 0.4; 1.J(

@< > @C > 0.0( > 0.2: 1.J(

P@A > 20.4; > 0.: '!. P@< > P@C > 20.2: > 0.J '!. A"#ic'(* #' L.A.M. c'#c#'!*+ #' c*(+'(e e e$i#i8)i*% P@C 2 > @0.J 2 > 1.2 2 P@AP@< @0.:@0.J  Y "*) 9#i!*%  c >  " @RT-D( > 1.2@0.0:2;J; > ;.J  e( *(e D( > -1  " >

 ?2+ Se *a e$co$!#ado que cua$do la #eacci%$ lle&a al equili'#io a ??FC co$!ie$e ?.? )ole de di%4ido de $i!#%&e$o6 ?.:? )ole de a&ua6 ?.? )ole de "cido $0!#ico - ?.? )ole de %4ido $0!#ico. Calcula# cu"$!o )ole de "cido $0!#ico de'e$ aadi#e al i!e)a a#a que la ca$!idad ,$al de di%4ido de $i!#%&e$o ea de ?.? )ole. El volu)e$ del #eciie$!e e de <.??L.  NO2 ; K2O G@@H 2 KNO  ; NO

S*#ci/(% C*( #*+ !*#e+ e6i+e(e+ e( e# e$i#i8)i* "*e!*+ c'#c#') #' c*(+'(e e# !i+!* ; NO2  H2O -- 2HNO;   NO E$@1 0.0 0.40 0.0 0.:0  c >

@0.02 @0.:0 > ;.; @0.0 ; @0.40

A# ''i) (' c'(i' e HNO;  $e ##'!'!*+ A #' )e'cci/( +e e+"#'' 'ci' #' i$ie)' '+' '#c'(') ( (e,* e+'* e e$i#i8)i* e( e# c'# e()e!*+% ; NO2  H2O -- 2HNO;  NO E$@2 0.0  ;6 0.40  6 0.0  A - 26 0.:0 -6 +'8ie(* $e 0.0!  ;6 > 0.=0 c*( #* $e 6 > 0.10 !*#e+ A"#ic'(* e (e,* #' L.A.M. #' 9(ic' i(c/&(i' +e) A ''ie)*(

;.; >

@0.40  A2@0.J0

A > 0.=1 !*#e+ e HNO ; +e

@0.=0 ;  @0.0

?+ La (o#)aci%$ del !#i%4ido de au(#e o# o4idaci%$ del di%4ido e u$ ao i$!e#)edio e$ la (a'#icaci%$ del "cido ul(7#ico. La co$!a$!e de equili'#io 8 + de la #eacci%$ e ?.< a ?FC. E$ u$ e4e#i)e$!o e *ace$ #eaccio$a# 2.?? )ole de di%4ido de au(#e co$ 2.?? )ole de o40&e$o. /C7al de'e e# la #ei%$ !o!al de equili'#io a#a !e$e# u$ #e$di)ie$!o del ? e$ !#i%4ido de au(#e3 2 SO2@&  O2@& -- 2 SO;@& S*#ci/(% E+c)i8i!*+ e (e,* #' )e'cci/( c*( #*+ !*#e+ e( e# e$i#i8)i* 2 SO2@&  O2@& -- 2 SO;@& (@i(ic. 2.00 2.00 (@e$i. 2.00 - 26 2.00 -6 26 (@*'#e+ > 4.00 - 6 P*) +e) e# )ei!ie(* e# J0 e(*(ce+ 26 > 1.4 #e&* 6 > 0.J !*#e+ C'#c#'!*+ #'+ )'cci*(e+ !*#')e+ e c'' &'+ e( e# e$i#i8)i*% @SO2 > 0.7;.; > 0.1: @O2 > 1.;7;.; > 0.40 @SO; > 0.42  Y '"#ic'!*+ #' e6")e+i/( e #' c*(+'(e "')' c'#c#') #' ")e+i/( *'# e( e# e$i#i8)i*%

0.1; >

@0.42 2  1 2 @0.1: @0.40 P

e *(e P > 10 '!.

 ?:+ A ??FC - u$a #ei%$ !o!al de 2 a!). la #eacci%$ e$!#e el clo#u#o de *id#%&e$o - el o40&e$o a#a da# clo#o - a&ua6 alca$a el equili'#io cua$do e *a co)le!ado e$ u$ ?. /Cu"l !e$d#0a que e# la #ei%$ a#a que la #eacci%$ alca$a#a el equili'#io cua$do e *u'iee co)le!ado e$ u$ 5?3

S*#ci/(% L' )e'cci/( $e ie(e #&') e+ #' +i&ie(e% 4 HC#@&  O2@& -- 2 C#2@&  2 H2O@& (@i(ic. 4( ( (@e$i. 4( - 4(' ( - (' 2(' 2(' (@*'#e+ > (@ - ' ++i3e(* ' "*) 0.:0 e(e!*+ $e @HC# > 0.:074.20 > 0.1= @O2 > 0.2074.20 > 0.04: @C#2 > @H2O > 1.074.20 > 0.;: 3 c*!* #' ")e+i/( *'# e+ 2= '!. "*e!*+ c'#c#') #'  " 1  @0.;: 2 @0.;:2 > 0.; 2= @0.1= 4  @0.04: C'#c#'!*+ e (e,* #'+ )'cci*(e+ !*#')e+ "')' ' > 0.0 @HC# > 2.074.0 > 0.44 @O2 > 0.074.0 > 0.11 @C#2 > @H2O > 1.074.0 > 0.22 C*(*ci' #' c*(+'(e e+"e'!*+ P e #' e6")e+i/(  " >

 " >

1  @0.22 2 @0.222 > 0.; P @0.444  @0.11

P > 1.1 '!

?5+ U$ #eciie$!e de <.??L e lle$a co$ u$a )ecla e$ vol7)e$e i&uale de o40&e$o - di%4ido de $i!#%&e$o a 2FC -  )) K& de #ei%$ a#cial. Se calie$!a a :2?FC - u$a ve alca$ado el equili'#io e e$cue$!#a$ ?.?:?: )ole de o40&e$o. Calcula# la co$!a$!e de equili'#io a#a el #oceo - la #ei%$ !o!al de la )ecla. 2NO8&+ ; O28&+  G@@H 2 NO28&+ S*#ci/(% C'#c#'!*+ ")i!e)* #*+ !*#e+ i(ici'#e+ e *6&e(* $e +*( #*+ !i+!*+ $e e i/6i* e (i)/&e(* "*) #' ec'ci/(%

@J;7J0100 > (00:20;00 e *(e ( > 00;0 !*#e+ E+c)i8i!*+ e# e$i#i8)i* e #' )e'cci/(% 2NO@&  O2@&  -- 2 NO2@& (@i(i. 0.0;0 0.0;0 (@e$i. 26 0.0;0  6 0.0;0 - 26 S'8ie(* $e 0.0;0  6 > 0.0404 e(*(ce+ 6 > 4.410-; (@*'#e+ > 0.0;  0.0;  4.410 -; > 0.0J4 !*#e+ "')' #*+ c'#e+ #e c*))e+"*(e (' ")e+i/( *'# e% P1.0 > 0.0J40.0:2=; > 4.; '!. P')' c'#c#') #' c*(+'(e e e$i#i8)i* '"#ic'!*+ #' L.A.M. c*( #'+ ")e+i*(e+ "')ci'#e+ c*))e+"*(ie(e+ e c'' &'+% 41

P@NO22

 " >

>

P@NO2P@O2

4.;2 @02J2700J4 2

>

4.;2 @:.:10-;70.0J4 24.4@0.040470.0J4

+ La co$!a$!e de equili'#io c a#a la #eacci%$. I28&+ 2I8&+ E 6 4

3  c>

L' )e#'ci/( e()e #'+ *+ c*(+'(e+ e e$i#i8)i* e+ Bc>

>

 > 2. 6 104

-

" "ee +e) c'#c#'* +e&9( +e !e+)' " > Bc@ 0.0:21 T( > @2. 6 104@0.0:21 6 1000 -1 > ;2 6 10 2

+ E$ equili'#io6 la #ei%$ de la )ecla de #eacci%$. CaCO8+ CaO8+ ; CO28&+ E ?6 PCO2 > 0.10 A*)' "*e!*+ c*(,e)i) " ' c #' ec'ci/( +i&ie(e "> [email protected]:21T(

c> c>

(

 > 2.0 6 10 -;

@1-0

+ /Cu"l e el valo# de  a <2FC a#a la #eacci%$ 2CO8&+ ; O28&+

2CO28&+

Si c e 262: 4 c@ 00:21T ( D*(e ( > 2-; > -1  T > @12J;2J; > 14   "> @2.24 6 1022@0.0:21 6 14 -1 > 1.J 6 1020

+ Co$ide#e el equili'#io 2NOB#8&+

2NO8&+ ; B#28&+

Si el '#o)u#o de $i!#oilo6 NOB#6 e diocia e$ : a 25FC - la #ei%$ !o!al e ?625 a!)6 de!e#)i$e  - c a#a la diociaci%$ a e!a !e)e#a!u#a. S*#ci/( PNO<) > @1  0.;46 > 0 6 PNO > 0;4 6 P<)2 > 01J 6 L' +!' e e+'+ e+ i&'# ' #' ")e+i/( *'#. 0 6  0;4 6  01J 6 > 11J 6 > 02 '! L'+ ")e+i*(e+ e( e# e$i#i8)i* +*( e(*(ce+. PNO<) > 0@021 > 014 '! PNO > 0;4@021 > 00J1 '! P<)2 > 01J@021 > 00; '! E(c*()'!*+ " "*) ++ici/( " > @PNO2P<)2 7 @PNO<)2 " > @00J12 @00; 7 @014 2 " > =; 6 10-; L' )e#'ci/( e()e " 3 e# c e+' '* "*)% "> c @RT(

H'##e!*+ '*)'  @"')' e+e +i+e!' ( >1 c >

(

>

> =; 6 10-;7 @00:21 6 2=: 1

c > ;: 610-4
2 NH3 (g)

E$co$!#"$doe que e *a$ (o#)ado ?6? )ole de a)o$iaco.

Calcule1 a+ La co)oici%$ de la )ecla &aeoa e$ equili'#io. '+ c -  a la ci!ada !e)e#a!u#a. Da!o1 R  ?6?2 a!) L @< )ol@.

' P)i!e)* ee)!i('!*+ $e c'(i' e !*# e #*+ )e'ci,*+ +e c*(+!e%

00 !*# NH;

00; !*# N2

00 !*# NH;

00= !*# H2

N2

H2

NH;

0 ;:J

042

-

M*#e+ $e 00; )e'cci*('(

00=

-

M*#e+ *)!'*+

-

00

04200=>02

00

0271>02

0071>00

M*#e+ I(ici'#e+

M*#e+ e$i#i8)i* K  e( e$i#i8)i*

-

e( 0;:J00;>0;J e# 0;J71>0;J

8 H'##'(* e# c*(+'(e e e$i#i8)i*%

Kp=Kc*(RT)∆n ∆n=

(2)-(3+1)=-2

Kp = (0,06)*(0,082*800)-2=1,39.10-5

<<+ Se i$!#oduce u$a )ecla de ?65 )ole de K2 Y ?65 )ole de I2 e$ u$ #eciie$!e de < li!#o - e calie$!a a la !e)e#a!u#a de :? Pc. Calcule1 a+ La co$ce$!#acio$e de K26 I2 - KI e$ el equili'#io6 a'ie$do que6 a ea !e)e#a!u#a6 la co$!a$!e de equili'#io c e 5:6 a#a la #eacci%$1 K2 8&+ ; I2 8&+

2KI 8&+

'+ El valo# de la co$!a$!e  a la )i)a !e)e#a!u#a. Da!o1 R  ?6?2 a!)>L> @<.)ol@< S*#ci/(% ' C*(+)i!*+ (' '8#'% H2

I2

HI;

0

0

-

M*#e+ $e 6 )e'cci*('(

6

-

M*#e+ *)!'*+

-

26

M*#e+ I(ici'#e+

-

M*#e+ e$i#i8)i*

e( 0-6

0-6

26

K  e( e$i#i8)i*

e# @0-671>0-6

@0-6>0-6

2671>26

' H'##'(* e# c*(+'(e e e$i#i8)i* e(e!*+%

8 De #'+ *+ +*#ci*(e+ *8e(i'+ +e e#i!i(' e# ,'#*) 0= !*#e+ 3' $e "')i!*+ e 0 !*#e+ 3 (* "ee( )e'cci*(') 0= !*#e+. C*(ce()'ci*(e+ e( e# e$i#i8)i*% KH2 > KI2 > @0-0;=71 > 011 !*#e+7L KHI > 2671 > 0;=.2 > 0J: !*#e+7L a-

C*!* e( #' )e'cci/( W( > 2  @1  1  > 0 3  " > c. @R.T W( c > 4;

<2+ El i!e)a e$ equili'#io1 CO 8&+ ; Cl2 8&+

COCl2 8&+

La co$ce$!#acio$e o$1 CO2M6 Cl22M - COCl22?M. Calcule la co$ce$!#aci%$ de !odo lo co)ue!o cua$do1 Se aade < )ol=L de clo#o. Se dulica el volu)e$ #eec!o al i$icial. Se dulica #eec!o del cao i$icial. A"#ic'!*+ #' X#e3 e 'cci/( e #'+ !'+'+ @LAM '# e$i#i8)i*%

c>

>



' Si ''i!*+ 1 !*#7L e C#2 '# e$i#i8)i* e# +i+e!' +e e+"#'') +e&9( Le3 e C'e#ie) e #' +i&ie(e *)!'%

CO @&  C#2 @& 2-6 ;-6

COC#2 @& 206

A"#ic'!*+ e (e,* LAM e(e!*+%

c>

>



De+"e'(* *8e(e!*+ 6>042 "*) #* $e% KCO > 2 - 042 >1: M KC#2 > ; - 042 > 2: M KCOC#2 > 20  042 > 2042 M 8 A# "#ic') e# ,*#!e( e# +i+e!' )eci!*+ #' c*(ce()'ci/( e c'' c*!"e+* ' #' !i'% KCO>1 M KC#2>1 M 3 KCOC#2>10 M 3 e# e$i#i8)i* +e e+"#'' ' *(e '3 !'3*) (9!e)* e !*#e+ e( (e+)* c'+* 'ci' #' i$ie)' +e&9( #' )e'cci/( e+e$i*!)ic'% CO @&  16

C#2 @& 16

COC#2 @& 10-6

A"#ic'!*+ e (e,* LAM e(e!*+%

c>

>



De+"e'(* )e+#' 6>0;= M "*) #* $e% KCO > 1  0;= >1;= M KC#2 > 1  0;= > 1;= M KCOC#2 > 10 - 0;= > =1 M c D"#ic') #' ")e+i/( e+ #* !i+!* $e )eci) e# ,*#!e( ' #' !i' "*) #* $e #'+ c*(ce()'ci*(e+ +e 'ce( e# *8#e% KCO>4 M KC#2>4 M 3 KCOC#2>40 M 3 e# e$i#i8)i* +e e+"#'' 'ci' *(e '3 !e(*) (9!e)* e !*#e+ e( (e+)* c'+* 'ci' #' i$ie)' +e&9( #' ec'ci/( e+e$i*!)ic'%

CO @&  C#2 @& 2-6 2-6 A"#ic'!*+ e (e,* LAM e(e!*+%

c>

>

COC#2 @& 406



De+"e'(* )e+#' 6>11; M "*) #* $e% KCO > 4 - 11; >2:JM KC#2 > 4 - 11; > 2:J M KCOC#2 > 40  11; > 411; M

<+ Cua$do el clo#u#o a)%$ico e calie$!a a 25FC e$ u$ #eciie$!e ce##ado de <6? li!#o6 e deco)o$e da$do lu&a# a clo#u#o de *id#%&e$o &aeoo - a)o$iaco &aeoo alca$"$doe el equili'#io. La co$!a$!e   <6?:
" >

104Z10-2

C*!* e# )e'ci,* e+ +/#i* e(*(ce+ + ")e+i/( +e c*(+ie)' 1 'e!+ KNH; > KHC# "*) #* '(* #' ec'ci/( $e')'% KNH; > KHC# >

> 0102 '!

P*) #' ec'ci/( &e(e)'# e #*+ &'+e+%

(> >

22JZ10-; !*# e NH;.

C'#c#'(* #' !'+' e #' +'# $e +e c*(+!e%

Re+*#,ie(*% 6>0121 & e NH4C# C'#c#'(* #' !'+' e #' +'# $e (* +e c*(+!e% 0=:0- 0121>0:= & e NH4C#; +=, A =>3WC  + a/$ de presi-n. el a$onia%o se diso%ia en #n FF en s#s ele$en/os4 De/er$inar la %o$posi%i-n en 2ol#$en de la $e%la en las %ondi%iones an/eriores  aVo #na presi-n /o/al de = a/$4 Solución: La reacción que tiene lugar es:

  C& 0,;;

% 2=>g- V777777W 2%g-  %n 7 %na na

> =%g>na

ntotales- 5 %n &  a-

donde a 5

K2=>- 5 %n& 7a-%n&  a- 5 0,%0 K2%- 5 na%n&  a- 5 0,%0 K= %- 5 >X0,%0 5 0,;0 ?ara conocer la composición a la presión total de ) atm, hace 4alta determinar primero la constante de equilibrio siendo:    

0,%0X0,;0- > Gp 5 77777777777777777777 5 &,0* 0,%0-% /sando el valor de Gp para las nuevas presiones parciales

?2%X >?2%-> &,0* 5 777777777777777777777 ?2=>%

Y teniendo en cuenta que ? 2=>  )?2%  5 ) atm btenemos, resolviendo las ecuaciones, que ? 2=> 5 &,;* atm ?2%  5 0,* atm # ? =% 5 &,F) atm 3e donde K2= >- 5 &,;*) 5 0,)% K2 %- 5 0,*) 5 0,&* K= %- 5 &,F)) 5 0,))

+', La %ons/an/e de e8#ilirio. a :='. de la rea%%i-n G7 J I7 X 7GI es % 9 '34 a, ?"#H %an/idad de GI se en%on/rar1 /ras al%anarse el e8#ilirio. si ini%ial$en/e. in/rod#%i$os +.33 $oles de odo  &.33 $oles de 0idr-eno en #n re%ipien/e de + L a esa /e$pera/#ra4 , Una 2e se 0a al%anado el e8#ilirio en a, aadi$os &.33 $oles $1s de 0idr-eno. ?%#1l ser1 la n#e2a %on%en/ra%i-n de GI en el n#e2o es/ado de

e8#ilirio@ Solución: La reacción que tiene lugar # los moles de las tres especies al alcan!arse el estado de equilibrio son

EC&

=% +

 1% V7777W &,00  +

%=1 >,00 7 %+

alculamos la + haciendo uso de la constante donde + 5 0,&>% mol =%  1% V7777W %=1 ?E<@ >,&>% &,&>% %,F) EC% >,&>% 7 # &,&>% 7 # de equilibrio para calcular #

%,F)  %#

0 5 >,00 7 %+- %+X&,00  +-

de

=acemos uso de nuevo de la constante

siendo # 5 0,9% mol # por consiguiente =1- 5 %,F)  %X0,9% 5 ),*B

+F, Para la rea%%i-n 7 NO7 X N7O= dGW 9  +&.5 %al$ol4 A 7:&  presi-n /o/al de 3.>7= a/$. el di-ido de ni/r-eno es/1 aso%iado en #n 5.&:4 Cal%#lar el por%en/aVe de aso%ia%i-n a 75>4   Solución: En el equilibrio el n$mero de moles de cada gas es: % 2% V7777W 2%) %n 7 %na na siendo a 5 0,09F de los dos gases en el equilibrio: ?2%- 5 0,0)& atm

%n& 7 0,09F- X 0,*%) 5 0,F*> atm n % 7 0,09F-

alculamos las presiones parciales

?2%)- 5

n0,09F

X 0,*%) 5

n% 7 0,09F-

alculamos entonces la G 5 0,0)&-0,F*>- % 5 0,0;F  Ahora calculamos la constante a la nueva temperatura seg$n la Le# de vanZt =o44  log G% 7 log 0,0;F 5 7&>,9X&0 > ),F;-&%F> 7 &%9*- 5 F,*X&0 7>  Al aumentar la temperatura el sistema se ha despla!ado hacia la derecha hasta alcan!ar un nuevo estado de equilibrio para el cual las presiones son: % 2 % V7777W 2%) 0,F*>  %? 0,0)& 7 ? alculamos ? haciendo uso de la nueva constante de equilibrio # nos queda que ? 5 0,0> atm, siendo entonces ?2%- 5 0,*> atm # ?2%)- 5 ;X&0 7> atm # ?total- 5 0,*9 atm ?ara determinar el nuevo grado de asociación tomamos, por eUemplo, la presión del tetró+ido de dinitrógeno:   ;X&07> 5 0,*9. na n% 7 a- de donde a 5 0,0&>* o el porcentaUe de asociación &,>*O

+:, Se es/ale%e el e8#ilirio SCl'  <, Z SCl&  <, J Cl 7 <, %alen/ando 75.5  de SCl' <, a +>7 WC en #n re%ipien/e de &.33 L4 Cal%#lar6 a, La %on%en/ra%i-n de las dis/in/as espe%ies en e8#ilirio si la presi-n /o/al es de +.'= a/$. , el rado de diso%ia%i-n  %, las %ons/an/es %  p4 Da/os6 S <+7+.> #4$4a4,. Cl <&'.=' #4$4a4, Solución: alculamos los moles iniciales de Sbl  5 %9,9%99 5 0,&00 mol Escribimos la reacción:   Sbl  g- [ Sbl >  g-  l % g2 inc.. 0,&00 2 eq. 0,&00 \ + + + 2 totales 5 0,&00  + 5 &,).>,00-0,0*%&. )- 5 0,&%) con lo que + 5 0,0%), luego las concentraciones en el equilibrio serán: Sbl g- 5 0,0F; >,00 5 0,0%>B Sbl > g- 5 0,0%)>,00 5 0,00B 5 l % gb- + 5 0,0%) 5 n] 5 0,&00.] de donde ] 5 0,%) c- alculamos primero la Gc 5 0,0*-X0,0*- 5 %,>X&0 7> 0,0%> # a continuación la Gp 5 %,>.&0 7> .0,0*%&.)- 5 9,).&0 7%

+>, C#ando el %lor#ro a$-ni%o se %alien/a a 7:'WC en #n re%ipien/e %errado de +.3 li/ro. se des%o$pone dando l#ar a %lor#ro de 0idr-eno aseoso  a$onia%o aseoso al%an1ndose el e8#ilirio4 La %ons/an/e p 9 +.3=[+3 7 ?C#1l ser1 la $asa de %lor#ro de a$onio 8#e 8#eda sin des%o$poner %#ando se al%an%e el e8#ilirio si en la 2asiVa se in/rod#%en 3.5>3  de sal s-lida@ Solución:

G?5 ?2=>.?=l 5 &,0).&07% 7%

?2=> 5 ?=l 5 n5

5 0,&0%

5 %,%F.&07> mol

5

 5

K5 0,&%&g de 2=)l 0,9*0g 2= l 7 0,&%&g 2= l descompuestos 0,*9 g 2=l

+5, C#ando el di-ido de es/ao se %alien/a en presen%ia de 0idr-eno /iene l#ar la rea%%i-n si#ien/e6 Si los rea%/i2os se %alien/an en #na 2asiVa %errada a '33WC. se al%ana el e8#ilirio %on #nas %on%en/ra%iones de G7  G7O de 3.7' M4 Se aade 0idr-eno a la 2asiVa de

$anera 8#e s# %on%en/ra%i-n ini%ial es de 3.' M4 ?C#1les ser1n las %on%en/ra%iones de G7  G7O %#ando se res/ale%a el e8#ilirio@ Solución:

Gc 5

5 6=%8 0, %+

1nicial
5 &,0 6=%8 0,%

0,7%+

%+ 0.%%+

&0, 5

K50,0;%B En equilibrio

6=%8 0,>FB

6=%8 0,>FB

2?+ E$ u$ #eciie$!e de
' E$i#i8)i*%

N2@&

8 M*#e+ i(ic.% 4 M*#e+ e$i#. 4  04 > ;4 c*(c. e$@!*#7# 0;4



; H2@& 12 12  1;: > 102 102

[

2 NH;@& 0 0=2 00=2