FACULTAD DE CIENCIAS NATURALES Y MATEMATICAS (FCNM) DEBER N°6 EQUILIBRIO QUIMICO E IONICO TAREA DE QUIMICA GENERAL I
Nombre: Paralelo: Prof. Ing. Fernando Morante Ayudante: Jorge Ordóñez G.
La constante de equilibrio de la reacción 3A + 2B 2D + E es 4.22x10 -3. ¿Cuál es el valor de la constante de equilibrio de la reacción 2D + E 3A + 2B? ↔
↔
3A + 2B
2D + E
↔
[] []
Keq = [][] = 4,22X10-3
Keq =
[] [] [] [ ]
= 237
Escriba las expresiones correspondientes a K eq para las siguientes reacciones: a) N 2 ( g ) O2 ( g ) 2NO( g ) b) Ti( s ) 2Cl 2 ( g ) TiCl 4 (l ) c) CaCO3( s ) [] ]
CaO( s )
Keq = [][]
Keq = []
CO2 ( g )
Keq = [] ]
Se Coloca HI en un recipiente cerrado a 425 0 C, donde se descompone parcialmente en hidrógeno e yodo, en el que [HI] = 3.53 x 10 -3M, [H2] = 4.79x 10-4 M e [I2] = 4.29 x 10-4 M ¿Cuál es el valor de K c a esa temperatura? 2HI
H2 + I2
↔
Keq =
[][ ][]
[ ] ] [ ] ]
[]
[ ]
=
= 0.0165
Escriba las expresiones de equilibrio para cada una de las siguientes ecuaciones las expresiones K c y Kp a) CO2 ( g ) H 2 ( g ) CO( g ) H 2 O(l ) b) SnO2( s ) 2CO2( g ) Sn( s ) 2CO2 ( g ) [ ]
[]
Kp = Kc (RT) (2-2) Kp=Kc [][]
[]
Kp = Kc (RT) (1-3) Kp=Kc
El bromuro de nitrosilo está en equilibrio con bromo y óxido nítrico: 2 NOBr (g) 2 NO (g)+ Br2 (g) Si el bromuro de nitrosilo, NOBr, está disociado el 34 % en NO a 24 ºC, y la presión inicial del bromuro es 0.25 atm, calcule K p y Kc a esa temperatura. Calcular el Kp si el K c = 4.08 x 10-3 y la temperatura es de 1000 K de la siguiente reacción: 2SO3 ( g ) 2SO2( g ) O2( g ) Kp = Kc (RT) Kp = (4.08 x 10 -3) (0.082 x 1000) (1-2) = 0.33 El Trióxido de Azufre se descompone a alta temperatura en un recipiente herméticamente cerrado. 2SO3 ( g )
2SO2( g )
O2( g )
El recipiente se carga inicialmente a 1000 K con [SO3] a una concentración de 6.04 x 10 -3 M. En el equilibrio la concentración de [SO 3] = 2.44 x 10 -3 M. Calcular Kc a esta temperatura. 2SO3 ( g )
6.04x10-3 -3.6x10-3 2.44x10-3 Kep =
[] []
[] []
[]
[ ]
=
2SO2( g )
0 3.6x10-3 3.6x10-3
= 5.31x10-3
O2( g )
0 3.6x10-3 3.6x10-3
Kp = Kc (RT) 5.31x10-3 = Kc (0.82 x 1000)(3-2) Kc = 6.47x10-5
Un estudiante observa que a 700 K la reacción H 2 (g) + I 2 (g) 2HI (g) tiene Kc = 54.0 y en la reacción N 2 (g) + 3H2 (g) 2NH3 (g) su constante es K c = 1.04x 10-4. Determine el valor de la constante de equilibrio de la reacción 2NH3 (g)+ 3I2 6HI (g) +N2 (g) a 700K. [ ] [] Kc = [][] Kp = Kc (RT)0 Kp = Kc Kp [] = [] []
Kc = [][] Kp = Kc (RT)(2-4) Kp = 3.15x10-8 [] []
Kc = [] []
Kp =
x
[] []
Kp [] =
[] []
[]
= = 4.99x1012
Un recipiente de 12 litros está lleno con 0.54 moles de HI a 440º C. El valor de Kc= 49.5 para la siguiente reacción: 2HI (g) H 2 (g) + I 2 (g) ¿Cuál será la concentración de H 2, I2 y HI en equilibrio? Kp = Kc (RT)N Kp = 49.5 (0.082x713)0 Kp = 49.5 PV = RTN ()()() P= P= 2.6atm
2HI (g) H2 (g) + I2 2.6 0 0 -X X X 2.6-X X X
49.5 =
X = 2.476
Se llena un recipiente de 3.5 L con 2.00 moles de H 2 y 4.00 moles de I 2 a 448 ºC. El valor de la constante de equilibrio, K c de la reacción H 2 (g) + I2 (g) 2HI (g) a 448 ºC es de 61.5. ¿Cuáles son las presiones parciales de H 2, I 2 y HI en el recipiente en el equilibrio? Kp = Kc (RT)N Kp = 61.5 (0.082x721)(2-2) Kp = 61.5 PV = RTN ()()() P= P = 101.35 atm
[]
Kp = [][] []
61.5 = () [] =
794.8 atm
La constante de equilibrio (K p) de la siguiente reacción es 4.31 x 10 -4 a 200º C. N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) Un estudiante inicia determinado experimento con 0.862 atm de N 2 y 0.373 atm de H2 en un recipiente a volumen constante a 200 ºC. Calcule las presiones de todos los compuestos cuando se alcanza el equilibrio. []
N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) 0.862
0.373
-X -X 0.862-X 0.373-X
Kp = [][]
0
4.31 x 10-4 = ()()
2X 2X
X = 3.11x10-3
¿Cómo influyen los cambios siguientes en el valor de la constante de equilibrio de una reacción exotérmica en fase gaseosa? (a) Quitar un reactivo; (b) Reducir el volumen; (c) Disminuir la temperatura; (d) Agregar un catalizador. a) La reacción se moverá de productos a reactivos b) La reacción se desplaza en la dirección que reduce el números de moles de gas c) Si disminuye la temperatura es como si se hubiera quitado un reactivo o producto d) Un catalizador aumenta la rapidez con la que se alcanza el equilibrio A 350º C, la constante de equilibrio Kc para la reacción: N 2(g) + 3H 2(g) 2NH3(g) es 2.37 x 10-3. En cierto experimento, las concentraciones de equilibrio son [N2]=0.683 M, [H2] = 8.80 M y [NH 3] = 1.5 M. Suponga que se agrega algo de NH 3 a la mezcla, de modo que su concentración aumente hasta 3.65 M. Use el principio de Le Chatelier para predecir la dirección hacia la cual se desplaza la reacción neta para alcanzar su nuevo equilibrio. Se desplazara de derecha a izquierda
Considere 2SO2( g )
O2( g )
el
equilibrio
que
sigue,
2SO3( g ) ; H 0
¿Cómo afectará cada uno de los cambios siguientes a una mezcla de equilibrio de la reacción? (a) Se agrega O 2 (g) al sistema; (b) se calienta la mezcla de reacción; (c) se duplica el volumen de reacción del recipiente; (d) se agrega un catalizador a la mezcla; (e) se aumenta la presión total del sistema agregando un gas noble; (f) se extrae SO 3(g) del sistema. a) b) c) d) e) f)
Se desplazara de izquierda a derecha Se desplaza de izquierda a derecha Se desplaza para el lugar de mayor números de moles Se agrega un catalizador Se mueve a donde tenga menor cantidad de moles Se mueve de izquierda a derecha
En un recipiente cerrado se tiene el siguiente equilibrio: CaCO 3(s) CaO(s)+CO2 (g) ; H= -92,5 kJ Indicar con uno de los símbolos ( ,, , , ), razonadamente, la dirección del desplazamiento del equilibrio cuando:
Perturbación Se aumenta el volumen. Se agrega algo de CaO a la mezcla. Se extrae algo de CaCO 3. Se agrega a la mezcla algo de CO 2. Se aumenta la presión en el recipiente, disminuyendo el volumen del mismo Se aumenta la temperatura.
Dirección del desplazamiento del Equilibrio
Efecto sobre la constante k
La [OH - ] de una solución acuosa 0.2M de NH3 es 0,0019 m calcular la constante de disociación del NH3 K = [] [] K = [][] K = 3.8x10-4
Calcule el PH a) Una disolución de HCL 1.0x10^-3M b) De una disolución de Ba(OH)2 de 0.020M a) PH = - Log 1.0x10-3 PH = -3 b) PH = -Log 0.020 POH = 1.69 PH = 12.3 Determine la Molaridad de una disociación diluida de Acido metilbultanoico, CH3.CH2.(CH2)CH2.COOH, cuyo PH es 3.25 PH = 3.25 M = 10-3.25 M = 5.6x10-4 M Una disolución de HCN de 0,1M, siendo Ka=6,2x10-10 Calcular la [H+] Ka = [][]+ H+ = [] H+ = 6.2x10-9M El PH de una disolución de Acido Formico (HCOOH) 0.10 M es 2.39 ¿cuál es la constante de equilibrio? K = [][]+ K = (0.1) (4.07x10 -3) K = 4.07x10-4 Hallar la concentración de iones Hidrónios de una disolución de acido cianhídrico si la constante de disociación es 2,0x10-5 K = [][ ] [] = []
Complete la tabla siguiente calculando las entrada que faltan e indicando si la solución es acida o básica [H+]
[OH-]
PH
P OH
KW
3.6X10-3 1.26x10-12 5.01x10-5 6.3x10-3 9.5X10-7 2.7x10-6 6.7X10-5 6.3x10-8 3.98x10-3 0.5
3.6x10-17 7.9X10-3 1.99x1010 1.58x10-12 1.05x10-3 3.6X10-9 1.49x10-10 1.58x10-7 2.5x1010 1.99x10-14
2.44 11.89 4.3 2.2 6.02 5.55 4.17 7.2 9.6 0.3
16.44 2.10 9.7 11.8 7.9 8.44 9.82 6.8 4.4 13.70
1.29x10-19 1x10-4 9.9x10-15 9.9x10-15 1x10-14 1x10-14 1x10-14 9.96x10-15 9.96x10-15 9.96x10-15
ACIDA O BASICA A B A A A A A B B A
23. Calcular el Ph de la disolución de HF 0.3 M a 25C cuya constante Ka=7.1x10-4 Ko = (0.3) (H +) PH = 2.63 24. Una disolución de ácido cianhídrico sabiendo ka=4.9x10-5 a) Calcule su Kb con respecto a su Base conjugada. b) Calcule la concentración [OH –] de una solución CN - de 0.01M c) Calcule el POH K = [][] []- = 4.9x10-5 Log []- = Log 4.9x10-5 POH = 7.3 25. Considere la mezcla que se forma al añadir a un litro de una solución 0.1 molar de NH4OH un litro de solución de NH4Cl de concentración 0.05 molar. La constante de -5 disociación de la base débil, K b, es igual a 1.8 x 10 .
Con la información proporcionada para la mezcla, proceda a: A. Escribir la ecuación de ionización de electrolito débil. B. Determinar el pH del electrolito (base)débil. C. Escribir la ecuación de ionización de la sal. D. Determinar el pH resultante al combinar las soluciones referidas. E. Escribir sus conclusiones respecto a los pH enco ntrados en B y D.