ejercicios de quimica IV resueltos-6

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16 EXÁMENES RESUELTOS DE QUÍMICA BÁSICACAPÍTULO 1 
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2
2- + 3+ 2 7 2
- -oxidación : 2 Cl Cl + 2 e
-reducción : 6 e + Cr O + 14 H 2 Cr + 7 H O 
→
→
 
 
y sumando ambas semirreacciones: 
 
2
2- + 3+
2 7 2
2- + - 3+ 2 7 2 2
- - (2 Cl Cl + 2 e ) · 3
- 6 e + Cr O +14 H 2 Cr + 7 H O_______________________________________
 Cr O +14 H + 6 Cl 2 Cr + 7 H O + 3 Cl
→
→
→
 
 
por lo tanto, la reacción ajustada será: 
 
→2 2 7 3 2 2K Cr O (ac) +14 HCl (ac) 2 KCl (ac) + 2 CrCl (ac) + 3 Cl (g) + 7 H O (l)
 
b) En este apartado, se pretende calcular el volumen que se necesitaría de 
una disolución concentrada de HCl (40 %) para preparar 100 mL de otra 
más diluida (2M). 
 
1 L dis. diluida HCl 2 mol HCl 100 mL dis. diluida HCl 1000 mL dis. diluida HCl 1L dis. diluida HCl
36,5 g HCl 100 g dis. conconcentrada HCl 1 mL dis. conconcentrada HCl
1 mol HCl 40 g HCl 1,20 g di⋅
⋅ ⋅ ⋅
⋅ ⋅ = s. concentrada HCl 
15,2 mL dis. HCl (40%) necesarios
 
c) En este caso se plantea el cálculo de la masa de K2Cr2O7 que se 
necesitaría (resultado a obtener), para que reaccionaran completamente los 
100 mL de la disolución de HCl a la que se hacía referencia en el apartado 
anterior (dato de partida). 
 
2 2 7 2 2 7
2 2 7
1 mol K Cr O 294,2 g K Cr O1 L dis. HCl 2 mol HCl100 mL dis. HCl 
1000 mL dis.HCl 1L dis. HCl 14 mol HCl 1 mol K Cr O
= 
⋅ ⋅ ⋅ ⋅
2 2 74,2 g de K Cr O
 
 EXÁMENES RESUELTOS DE QUÍMICA I 17 FEBRERO 2007 
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Obviamente, no podrían reaccionar completamente 5,0 g de K2Cr2O7 
porque no hay HCl suficiente para ello. Es decir, el HCl sería, en ese caso, 
el reactivo limitante. Al final del proceso, el HCl se agotaría y quedarían 
0,8 g de K2Cr2O7 sin reaccionar. 
 
d) Primeramente se deben calcular los moles de Cl2 que se obtienen, 
sabiendo que se recogen 1,2 L sobre agua a 25 ºC y 1 atmósfera de presión. 
Para ello se debe aplicar la ecuación de los gases ideales. 
 
( )
2 2 2
2
2
2
Ov,HCl Cl Cl T 2
T v,H O Cl2
Cl
Cl 2
P V = n RT Sabiendo que : P = P - P
(P - P ) V = n RT 
1 atm atm·L760 - 23,76 mm Hg 1, 2 L = n 0,082 (273 + 25) K
760 mm Hg mol·K
n = 0,048 mol Cl
⋅
⎡ ⎤
⋅ ⋅ ⋅⎢ ⎥
⎣ ⎦
 
Ahora se determina la masa de dicromato potásico necesaria para obtener 
los moles de Cl2 anteriormente calculados. 
 
2 2 7 2 2 7
2
2 2 2 7
1 mol K Cr O 294, 2 g K Cr O 100 0,048 mol Cl = 
3 mol Cl 1 mol K Cr O 80 
⋅ ⋅ ⋅ 2 2 75,9 g K Cr O 
 
 
 
2.- La constante Kc para la reacción: 
 
 PCl3(g) + Cl2(g) ↔ PCl5(g) 
 
es 24 a 600 °C. Predecir la dirección en que se desplazará el sistema hasta 
alcanzar el equilibrio en las siguientes situaciones que se han llevado a 
cabo a 600 °C en un recipiente de 5 L: 
a) Cantidades iniciales: 1,0 mol de PCl3, 0,5 moles de Cl2 y 1,0 mol de 
PCl5. 
b) Una vez alcanzado el equilibrio se disminuye el volumen a la mitad. 
c) Calcular las concentraciones en el equilibrio en el apartado a) 
 
18 EXÁMENES RESUELTOS DE QUÍMICA BÁSICACAPÍTULO 1 
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Resolución 
a) Primeramente se escribe la reacción, tal como aparece en el enunciado 
del problema: 
 
PCl3(g) + Cl2(g) ↔ PCl5(g) 
 
y se comprueba si está o no ajustada; en caso negativo, habrá que proceder 
a ajustarla antes de realizar cálculos cuantitativos. 
A continuación, se calcula el valor del cociente de reacción (Qc), en el 
instante inicial, para que su comparación con la constante de equilibrio 
permita evaluar en qué sentido evolucionará netamente el sistema hasta 
alcanzar el estado de equilibrio. 
 
[ ]
[ ][ ]
5
3 2 0
1,0
PCl 0,25Qc = = = = 10 < Kc
1,0 0,5PCl Cl 0,2 0,1
5 5
⎛ ⎞
⎜ ⎟⎛ ⎞ ⎝ ⎠⎜ ⎟⎜ ⎟ ⋅⎛ ⎞⎛ ⎞⎝ ⎠ ⎜ ⎟⎜ ⎟
⎝ ⎠⎝ ⎠
 
 
por tanto, la evolución neta del sistema hacia el estado de equilibrio será de 
izquierda a derecha aumentando el valor de Qc hasta que se iguale al de 
Kc. 
 
b) Al disminuir el volumen del recipiente, sin modificar el resto de las 
variables, se producirá un aumento en la presión total del sistema. 
Evaluando su influencia sobre el cociente de la reacción: 
 
[ ]
[ ][ ] 3 2 3 2
PCl5
PCl5 5
PCl Cl3 2 PCl Cl
n
nPCl vQc = = = vn nPCl Cl n n
v v
⋅
⋅
⋅
 
 
Como se puede deducir de la expresión anterior, la disminución del 
volumen implica una disminución en el valor de Qc. Por lo tanto, para 
restablecer el valor de Kc, como debe ocurrir cuando se recupera el 
equilibrio, el cociente de reacción Qc tiene que aumentar. Para ello el 
sistema deberá evolucionar netamente de izquierda a derecha 
produciendo mayor cantidad de PCl5 y reduciendo las cantidades de PCl3 y