Coloquio N10_PDF

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Coloquio N° 10 
 
 
Equilibrio Químico 
 
Repaso de conceptos 
aA bB + cC 
 
Reacción directa: aA → bB + cC 
 
Reacción indirecta: bB + cC → aA, 
 
Kc RI = Kc RD-1 ó 1/Kc RD 
 
𝐾𝑐 = 
[𝐵]𝑏[𝐶]𝑐
[𝐴]𝑎
 ; estados de agregación acuosos y gaseosos 
 
Si Kc >>> 100, tiende o favorece la formación de productos 
 
Si Kc <<< 10-2, tiende o favorece la formación de reactivos 
 
𝐾𝑝 = 
(𝑝𝐵)𝑏
(𝑝𝐴)𝑎
 ; estados de agregación gaseosos únicamente 
donde 
 pA, pB = presión parcial de A y B respectivamente. 
 
𝑝𝐴 = 𝑃𝑇 ∗ 𝑥𝐴 y 𝑝𝐵 = 𝑃𝑇 ∗ 𝑥𝐵 
 
xA = n A / n totales y xB = n B / n totales ; n totales = n A + n B 
 
 
 
Recuerden que el delta n es la diferencia entre moles de 
producto gaseosos y moles de reactivo gaseosos. 
 
Pi.V=ni.R.T → Ci = ni/V = Pi/(RT) 
Delta n = Delta (moles productos – moles reactivos), 
siempre considerando compuestos gaseosos. 
 
 
1.- Para las siguientes reacciones químicas, plantear las correspondientes constantes de 
equilibrio (KC) en función de las concentraciones molares (M): 
 
a) 2 CO(g) + O2(g) ↔ 2 CO2 (g) 
 
𝐾𝑐 = 
[𝐶𝑂2]
2
[𝐶𝑂]2 ∗ [𝑂2]
1
 
Ejemplo: 2 NO(g) +1 O2(g) ↔ 1 N2O4 (g) 
 
𝐾𝑐 = 
[𝑁2𝑂4]
1
[𝑁𝑂]2 ∗ [𝑂2]
1
 
b) N2(g) + 3 H2(g) ↔ 2 NH3(g) (Haber) 𝐾𝑐 = 
[𝑁𝐻3]
2
[𝑁2][𝐻2]
3
 
c) C(s) + ½ O2(g) ↔ CO(g) 𝐾𝑐 = 
[𝐶𝑂]
[𝑂2]
1/2
 
Ej. Extra: Cl2(g) + 2 O2(g) ↔ 2 ClO2(g) 𝐾𝑐 = 
[𝐶𝑙𝑂2]
2
[𝐶𝑙2]
1[𝑂2]
2
 
Ej. Extra: I2(s) + 2 O2(g) ↔ 2 IO2(g) 𝐾𝑐 = 
[I𝑂2]
2
[𝑂2]
2
 
 
 
2.-La reacción de disociación del dioxígeno (oxígeno molecular), que posee una constante 
de equilibrio Kc = 1 10-34 a 25 °C, queda representada por la ecuación química: 
O2(g) → 
← 
 
2 O(g) 
 
𝐾𝐶 = 
[𝑂]2
[𝑂2]
= 1.10−34 
𝐾𝑝 = 
(𝑝𝑂)2
(𝑝𝑂2)
1
 
 
Ej extra. Calcular Kp: 
Kp = 1.10-34 mol/L (0,082 Atm.L/(K.mol). 298 K)(2-1) = … 
 
𝐾𝑝 = 
(𝑝𝑂)2
(𝑝𝑂2)
1
=
[𝐴𝑡𝑚]2
[𝐴𝑡𝑚]1
= [𝐴𝑡𝑚]1 
 
Indicar como se encontrará el dioxígeno (del aire) presente en el aula: 
 
a) Fundamentalmente como átomos de oxígeno. 
b) Principalmente como dioxígeno. 
c) En cantidades iguales de cada especie. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
← 
 
4.-El carbonato de calcio se descompone, a 800 °C, con un valor de Kc = 2,5 10-3 según 
la siguiente ecuación química: 
 
CaCO3(s) → CaO(s) + CO2(g) 
Balanceado = SI ! 
 
a) Escribir la expresión de Kc. 
b) Calcular el valor de Kp a 800 °C. 
 
 
 CaCO3(s) ↔ CaO(s) + CO2(g) 𝐾𝑐 = [𝐶𝑂2]
1 
 
 
Kp = Kc. (RT)∆n = 2,5 10−3.(0,082*1073)1 
 
𝐾𝑝 = 0,22 
 
𝐾𝑐 = [𝐶𝑂2]
1 = 2,5 10−3
 
 
 
R =0,082 Atm.L/(mol.K) 
 
T = 800 °C = 1073 K 
 
∆n = 1 – 0 = 1 
 
 
 
 
3.- Se desea eliminar el dihidrógeno (hidrógeno molecular) presente en un matraz. Indicar 
qué es mejor, Br2 o Cl2. 
 
 
Datos: 
a) 2 HCl(g) 
→
 
 
b) Br2(g) + H2(g) 
 
 
H2(g) + Cl2(g) Kc = 3,2 10
-34, a 25 °C 
 
→ 
← 2 HBr(g) Kc = 2.0 10
9, a 25 °C 
 
 
 
Br2(g) + H2(g) ↔ 2 HBr(g) Kc = 2.0 109, a 25 °C 
 
Cl2(g) + H2(g) ↔ 2 HCl(g) Kc = (3,2 10-34)-1 
 
Me quedo con el Cl2 porque me da un Kc mas grande, favorece más la formación de 
productos, por lo tanto va a favorecer más la desaparición de H2 que era el objetivo. 
 
 
 
 
a) CaCO3(s) ↔ CaO(s) + CO2(g) 𝐾𝑐 = 
[𝐶𝑂2]1
1
= [𝐶𝑂2] 
b) CaCO3(s) ↔ CaO(s) + CO2(g) 𝐾𝑝 = 𝐾𝑐[𝑅𝑇]
∆𝑛 = 2,5 . 10−3[0,082 ∗ 1073]1 
 𝐾𝑝 = 0,22 
 
 
Tarea: Determinar la Conc Inicial del PCl5 con los datos del enunciado. 
 
PCl5 = 3g → nPCl5= MPCl5/PM PCl5 = 3g / 208,25 g.mol-1 = 0,014 mol 
[PCl5]° = nPCl5/V(L) = 0,014 mol / 0,150 L = 0,093 M [OK] 
 
 
PCl5(g) ↔ PCl3(g) + Cl2(g) Kc =
[𝑃𝐶𝑙3]
1
[𝐶𝑙2]
1
[𝑃𝐶𝑙5]
1
= 0,44 
Inicio 0,093 M 0 0 
Cambio - x + x + x 
Equilibrio (0,093 M – x) x x 
Result (0.093-0,0788) M 0,0788 M 0,0788 M 
Kc =
[𝑥]1[𝑥]
1
[0,093 𝑀 − 𝑥]
1
=
[𝑥]2
[0,093 𝑀 − 𝑥]
1
= 0,44 
𝑥2 = 0,44 ∗ [0,093 𝑀 − 𝑥]1 = 0,44 ∗ 0,093 𝑀 − 0,44𝑥 
𝑥2 + 0,44x − 0,04092 = 0 
𝐴𝑝𝑙𝑖𝑐𝑎𝑚𝑜𝑠 𝑙𝑎 𝒓𝒆𝒔𝒐𝒍𝒗𝒆𝒏𝒕𝒆: 
x1, x2 =
−𝑏 ± √𝑏2 − 4𝑎𝑐
2𝑎
 
a = 1 
b = 0,44 
c = -0,04092 
x1, x2 =
−0,44 ± √0,1936 + 4 ∗ 1 ∗ 0,04092
2 ∗ 1
=
−0,44 ± √0,1936 + 4 ∗ 1 ∗ 0,04092
2 ∗ 1
 
x1 = - 0,5188 
x2 = 0,0788 
b ) 
∆[Cl2] = 0,066 mole/0,150L = 0,44M 
Nueva [Cl2] = 0,0788 M + 0,44 M = 0,5188 M (para el inciso b) 
 
 PCl5(g) ↔ PCl3(g) + Cl2(g) Kc =
[𝑃𝐶𝑙3]1[𝐶𝑙2]1
[𝑃𝐶𝑙5]1
= 0,44 
Inicio 0,0142 M 0,0788 M 0,5188 M 
Cambio + x - x - x 
Equilibrio 0,0142 M + x 0,0788 M - x 0,5188 M - x 
Result 
 
Kc =
[0,0788 M − x]1[0,5188 M − x]
1
[0,0142 M + x]
1
= 0,44 
 
Tarea: Calcular las raíces (Aplicar resolvente). Elegir la raíz (x) que tiene sentido 
físico (real). Calcular las composiciones (Concentraciones molares) en el 
equilibrio.