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EQUILIBRIO QUIMICO
- Las presiones parciales de H 2 , I 2 e HI en equilibrio a 400°C son respectivamente, 0.150 atm. 0.380 atm. y
1.850 atm. Hallar la constante Kp a esta temperatura para la reacción H 2 + I 2 ⇌ 2HI, para la reacción ½ H 2 +
1/2 I 2 ⇌ HI y para las reacciones inversas 2HI ⇋ H 2 + I 2 y HI ⇌ ½ H 2 + ½ I 2 correspondientes a la
disociación del HI. SOLUCIÓN:
1° Hallemos Kp para la reacción H 2 +I 2 ⇌ 2HI
Kp =
PHI
2
PH 2. PI 2
(1.350 atm )
2
( 0.150 amt ) . (0.384 atm )
2° Para la reacción: ½ H 2 + ½ I 2 ⇌ HI.
Kp =
1.850 atm
( 0.150 atm )
1
2. ( 0.384 atm )
1 2
3° Para: 2HI ⇌ H 2 + I 2
Kp =
PH 2. PI 2
PHI
2 =^
O .15 atm. o .384 atm
(1.850 atm )
4° Para: HI ⇌ ½ H 2 + ½ I 2
Kp =
PH 2
1
2. PI
2 1 2
PHI
1
1 2
- Un matraz de 1 litro de capacidad se llena en condiciones normales de HI, se cierra y se calienta a 400°C.
Determinar la composición de la mezcla en equilibro si la constante Kp para el proceso H 2 + I 2 ⇌ 2HI es
igual a 59.4 a dicha temperatura. SOLUCIÓN: 2 HI(g) = H 2 g) + I 2 (g) Kp = 1/ 59. no 0 0 αno 0.5* αno 0.5 αno no(1- α) 0.5 αno 0.5αno Kp = Kc(RT)Δng Como Δng = 0 , entonces Kp = Kc Kc = [H 2 g)][ I 2 (g)] = [0.5 αno ][ 0.5* αno] = 0.25 α^2 = 1. [HI(g)]^2 [ no(1- α)]^2 (1- α)^2 59. α = 0. 1 L HI * 1 mol HI = 0.04465 = no 22.4 L moles en EQ de HI = no(1- α) = 0.04465(1-0.206) = 0. moles en EQ de H 2 = 0.5no * α = 0.50.04465(0.206) = 0. moles en EQ de I 2 = 0.5no * α = 0.50.04465*(0.206) = 0.
- Determinar en el problema anterior el tanto por ciento de Ioduro de hidrógeno disociado y la presión de la mezcla gaseosa resaltante. ¿Cambia la presión al disociarse el HI? SOLUCIÓN: α = 0.206 o 20.6 % Para calcular la presión haremos uso de los resultados del problema (2): P. V. = nRT P *(1) = (0.03545 moles HI + 0.00460 moles H 2 + 0.0045 moles I 2 ) * 0.082 * 673 = 2.464 atm. No cambia
- Un matraz de 1 litro de capacidad que contiene 15.23 gr. de I 2 (s) se llena con HI a 25° C y 743 mm. Se cierra el matraz y se calienta a 450° C. al calcular la composición de la mezcla gaseosa en equilibrio. La
constante Kc para el proceso H 2 + I 2 ⇌ 2HI a 450° C es igual a 50.9. Considerar nulo el volumen del I 2 (s).
SOLUCIÓN:
moles de I 2 = 15.23 /253.81 =0. moles HI = PV = (743/760) * 1 = 0. RT 0.082* 298 2 HI(g) = H 2 g) + I 2 (g) Kc = 1/ 50. 0.040 0 0. 2* x x x 0.040-2x x 0.06 + x Kc = [H 2 g)][ I 2 (g)] = [x ][ 0.06 + x] = 1. [HI(g)]^2 [0.040 -2x]^2 50. x = 0. moles en EQ de HI =0.040 -2x = 0.040 -2* 0.0005 = 0. moles en EQ de H 2 = x = 0. moles en EQ de I 2 = 0.060+ x = 0.06 +0.0005= 0.
- En un recipiente de cantidad igual a 1.876 litros se colocan 20.000 gr. de Iodo y se llena con H 2 a 20° C y 767 mm. Se cierra el matraz y se calienta a 400° C. Calcular la cantidad de HI que se forma. Para el proceso
HI ⇋ ½ H 2 + ½ I 2 , La constante Kc es igual a 0.1297 a 400° C.
SOLUCIÓN:
moles de I 2 = 20 /253.81 =0. moles HI = PV = (767/760) * 1.876 = 0. RT 0.082* 293 ½ H 2 g) + ½ I 2 (g) = HI(g) Kc = 1/ 0. 0.0788 0.0788 0 0.5* x 0.5* x x 0.0788- 0.5x 0.0788-0.5x x Kc = [HI(g)] * [x /1.876] = 1. [H 2 g)]1/2^ * [ I 2 (g)] 1/2^ ( 0.0788-0.5x ) 1/2 ( 0.0788-0.5*x )1/2^ 0. 1.876 1.. x = 0.1251 ; moles en EQ de HI = x = 0.01251 moles
- A 350° C el HI está disociado en un 19.18%. Hallar la constante de equilibrio e esta temperatura para la
reacción HI ⇋ ½ H 2 + ½ I 2 y H 2 + I 2 ⇋ 2HI. ¿Cómo varía el grado de disociación de HI al modificar la
presión?
N 2 O 4 (g) = 2 NO 2 Kc = ¿? 1 0 α 2α 1- α 2α Kp = 4*α^2 * P 1- α^2
M vapor = (fracción molar de N 2 O 4 )* M N 2 O 4 + (fracción molar de NO 2 )* M NO 2
63.77 = (1-α ) 92 + 2 * α 46 1+ α 1+ α α = 0. Remplazando en Kc y sabiendo P= 1 se tiene Kc = 0.
- A 35 ° C, la constante Kp para la disociación del N 2 O 4 es igual a 0.32 atm. Calcular las presiones a las cuales el N 2 O 4 está disociado a esta temperatura en un 25% y en un 50%. SOLUCIÓN: a) De ejercicio anterior Kp = 4α^2 * P 1- α^2 0.32 = 4(0.25)^2 * P 1- (0.25)^2 P = 12 atm b) De ejercicio anterior Kp = 4α^2 * P 1- α^2 0.32 = 4(0.50)^2 * P 1- (0.50)^2 P = 0.24 atm
- Hallar el volumen de un recipiente que el contener 1 g. de N 2 O 4 , la presión ejercida a 45°C es de 2 atm. las constantes Kc y Kp para la disociación del N 2 O 4 a esta temperatura son, respectivamente 0. moles/litro y 0.672 atm. SOLUCIÓN: a) Kp = 4α^2 * P 1- α^2 0.672 = 4(α)^2 * 2 1- (α)^2 α = 0. N 2 O 4 (g) = 2 NO2 Kc = ¿? 1/92 0 x 2x 1/92 – x 2x α = 0.2784 = x 1 / 92 x = 0. Kc = [NO 2 (g)]^2 = [ 2 * x / V]^2.^ = 4* x^2. = 0.
[N 2 O 4 (g)] [(1/92 – x) / V] V * ( 1/92 –x ) Remplazando x = 0.003023 se tiene V = 0.181 L
- Un recipiente de 10 litros contiene en equilibro, a 200° C, 4.24 gr. de PCl 5 , 2.88 gr. de PCl 3 y 5.6 gr. de Cl 2. Hallar las constantes Kc y Kp para la disociación de PCl 5 a esta temperatura. SOLUCIÓN:
Ecuación: PCl 5 ⇋ PCl 3 + Cl 2
Concentraciones en E.Q :
[ PCl 5 ]=^
208.265 x 10
moles
litro
[ PCl 3 ]=^
137.55 x 10
moles
litro
[ Cl 2 ]=^
70.914 x 10
moles
litro
Kc
[ PCl 3 ] [ Cl 2 ]
[ PCl 5 ]
moles
litro
Kp = Kc ( RT )
△ n
= Kc (^ R ∗ T )=0.007929∗(0.082∗ 473 )=0.3075 atms.
- Un recipiente de 1.891 litros contiene 0.0300 moles de PCl 3 0.0300 moles de Cl 2 y 0.0600 moles de PCl 5 en equilibrio a 200° C. determinar: a) La contante Kc para la disociación del PCl 5 a esta temperatura; b) La presión de la mezcla gaseosa: c) La composición de la mezcla gaseosa si a temperatura invariable el volumen se reduce a la mitad y; d) La presión de la mezcla en estas nuevas condiciones. SOLUCIÓN:
a) PCl 5 ⇋ PCl 3 + Cl 2
Kc =
[0.0300/ 1.891][ 0.0300/1.891]
[ 0.0600 /1.891]
b) PV = n R*T
P* 1.891 = (0.0300+0.0300+0.0600) 0.082
P= 2.461 atm
c) Al reducir el volumen a la mitad el E:Q virara hacia la izquierda , entonces se escribirá de la siguiente formase forma: PCl 3 g) + Cl 2 (g) = PCl 5 (g) Kc = 1 / 0. 0.0300 0.0300 0. x x x. 0.0300-x 0.0300- x 0.0600+x nT = no(1- α) + αno + αno = no(1+ α) 0.0600+x Kp = [PCl 3 ] *[Cl 2 ] = 0.9455. = 1 / 0. [PCl] (0.0300 -x) * (0.0300 - x) 0.9455 0. x = 0.
no 0 0 αno αno αno no(1- α) αno αno nT = no(1- α) + αno + αno = no(1+ α) αno * P * αno * P Kp = pPCl3 * pCl2 = no(1+ α) no(1+ α). = α 2 * P pPCl5 no(1- α) * P 1- α^2 no(1+ α)
M vapor = no(1- α)* M PCl 5 + αno MPCl 3 + α*no * M Cl 2 = MPCl 5 = 208.24 = 144.
no(1- α) + αno + αno = no(1+ α) 1+ α 1+ α α = 0. 0.3075 = (0.4381)^2 * P = 1-(0.4381)^2 P = 1.
- Hallar el grado de disociación de 0.01 moles de PC1 5 contenido en un recipiente de 1 litro de capacidad a 250° C. Para la disociación del PC1 5 a esta temperatura, Kp es igual a 1.79 atms. SOLUCIÓN:
PC 15 ⇋ PC 13 + C 12
Siendo α el grado de disociación de cada mol de PC1 5 resultaran en equilibrio (1 – α) moles de PC1 5 α moles de PC1 3 y α moles de C1 2 y el numero de moles en la mezcla será (1 + α) moles si Co moles PC1 5 en la mezcla habrá Co * (1 + α). Entonces
Kp =
2
2 ∗ P =^
2
2 ∗ Co ∗(^1 +^ α^ )∗ R ∗ T
2
2 ∗0.01∗0.032∗^523
- Al calentar el pentacloruro de antimonio se disocia en tricloruro de antimonio y cloro. A 182° C y presión de 1 atm. se disocia en un 29.2%. Calcular las constantes Kp y Kc para la disociación del SbC1 5 a esta temperatura y hallar l presión a la cual se disociaría en un 60%. SOLUCIÓN: a) SbCl 5 (g) = SbCl 3 g) + Cl 2 (g) Kp = ¿? no 0 0 αno αno αno no(1- α) αno αno nT = no(1- α) + αno + αno = no(1+ α) αno * P * αno * P Kp = pPCl3 * pCl2 = no(1+ α) no(1+ α). = α 2 * P pPCl5 no(1- α) * P 1- α^2 no(1+ α) Cuando α = 0.292 y P = 1 se tiene Kp = 0. Kp = Kc(R-T)Δn 0.09321 = Kc(0.082*455)^1 Kc = 0.
b) Usando la misma formula Kp en función de α Cuando Kp = 0.09321 y α = 0.60 se tiene P= 0.166 atm
- La densidad de vapor con respecto al aire del pentacloruro de antimonio a 248° C y 2 atm. es 6.50. Calcular la constante Kp para la disociación del SbC1 5 a esta temperatura. SOLUCIÓN:
Daire
Dvapor
M aire
M vapor
Daire
6. 50 ∗ Daire
M vspor
M vapor = 188.
Tomando como base el problema 14
M vapor = no(1- α)* M SbCl 5 + αno M SbCl 3 + α*no * MCl 2 = M SbCl 5 = 299.02 = 188.
no(1- α) + αno + αno = no(1+ α) 1+ α 1+ α α = 0. Del problema anterior Kp = α 2 * P 1- α^2 Cuando α = 0.5885 y P = 2 se tiene Kp = 1.
- Una mezcla de N 2 e H 2 en la relación volumétrica y molar de 1 a 3 se calienta a 400° C, y se comprime a 50 atm. En la mezcla gaseosa en equilibrio que se obtiene, en presencia de un catalizador adecuado, existe un 15.11% de NH 3. Calcular la constante Kp para el proceso N 2 + 3H 2 ⇋ 2NH 3 a 400° C. SOLUCIÓN: N 2 + 3H 2 ⇋ 2NH 3 no 3no 0 x 3x 2x no - x 3no -3x 2x nT = no – x + 3 no -3x + 2x = 4no -2x % NH 3 en E. Q = 2x 100 = 15. 4no - 2x x = 0.2625no pNH3 = 2x * P = 2(0.2625no) * 50 = 7.554 atm 4no - 2x 4no -2(0.2625no) pH2 = (3no -3x) P = 3no -3(0.2625no) * 50 = 31.834 atm 4no - 2x 4no -2(0.2625no) pN2 = ( no - x ) * P = 2(0.2625no) * 50 = 10.612 atm 4no - 2x 4no -2(0.2625no)
Sabiendo además V = 5 ; a = 6/ 60.10 y Resolviendo x=0.07085 moles Para nuestro caso seria 0.07085 moles de acetona (0.07085* 58.08 = 41.11 gr de acetona)
21. El proceso desconocido para la obtención del Cl 2 viene expresado por la ecuación: 4HCl (g) + O2 (g) ⇋ 2H 2 O
(g) + 2Cl2 (g). Calcular la constante de equilibrio Kp para este proceso a 390° C, si al mezclar 0.080 moles de HCl y 0.100 moles de O 2 a esta temperatura se forman, a la presión total de 1 atm., 0.0332 moles de Cl 2. Hallar el volumen del recipiente que contiene esta mezcla. SOLUCIÓN: a)
4HCl (g) + O2 (g) ⇋ 2H 2 O (g) + 2Cl2 (g)
4x x 2x 2x 0.080-4x 0.100-x 2x 2x Moles de Cl 2 = 0.0332 = 2x ; entonces x = 0. Moles de H 2 O = 20.0166 = 0. Moles de HCl = 0.080-40.0166 = 0. Moles de O 2 = 0.100- 0.0166 = 0. Moles totales = 0.0332+0.0.136+0.0834+0.0332 =0. Kp = pH2O^2 * pCl2^2 = (0.0332/0.1634)^2 * (0.0332/0.1634)^2 = 69.6 atm pHCl^4 pO2 (0.0136/0.1634)^4 (0.0834/0.1634) b) PV = nRT 1*V = 0.1634 0.082 (273+390) V= 8.884 L
- La constante de equilibrio a 100° C para la formación del acetato de etilo a partir del ácido acético y del alcohol etílico es igual a 4.0 (véase ejemplo 9). Calcular el número de moles de acetato de etilo que se forman al reaccionar 2 moles de alcohol con 5 moles del ácido. SOLUCIÓN:
CH 3 COOH + C 2 H 5 OH ⇌ CH 3 COOC 2 H 5 + H 2 O
x x x x 5- x 2- x x x x * x Kc = [CH 3 COOC 2 H 5 ][ H 2 O]. = V V = 4. [CH 3 COOH ][ C 2 H 5 OH] 5-x * 2- x V V Resolviendo x= 1.76 moles
- Se hacen reaccionar 25 gr. de ácido acético con 75 gr. de alcohol etílico a 100° C. La constante de equilibrio para la formación del acetato de etilo es igual a 4.0. Calcular la fracción del ácido acético que se esterifica. SOLUCIÓN: Moles de CH 3 COOH = a = 25/60 moles de C 2 H 5 OH = b = 75/
CH 3 COOH + C 2 H 5 OH ⇌ CH 3 COOC 2 H 5 + H 2 O
a b 0 0 x x x x a- x b- x x x
x * x Kc = [CH 3 COOC 2 H 5 ][ H 2 O]. = V V = 4. [CH 3 COOH ][ C 2 H 5 OH] a-x * b- x V V Resolviendo x= 0.3866 moles fracción del ácido acético que se esterifica = 0.3866 = 92.8 % 26/
- Calcular la cantidad de agua que debe añadirse a 100 gr. de acetato de etilo para que a 100° C se descompongan 40 gr. de éster Kx (igual a Kn) para la formación del acetato de etilo a 100° C es 4.0. SOLUCIÓN: CH 3 COOC 2 H 5 + H 2 O = CH 3 COOH + C 2 H 5 OH Kc = 1/ a b 0 0 x x x x a- x b- x x x x * x Kc = [CH 3 COOH ] * [ C 2 H 5 OH] = V V = 1 / [CH 3 COOC 2 H 5 ][ H 2 O] a-x * b- x V V a = 100/88 x = 40/88 (moles de acetato de etilo descompuesto) Resolviendo b= 5/3 moles H 2 O gr H 2 O = (5/3)*18 = 30 gr
- Calcular la cantidad de CH 3 COOH que debe añadirse a 100 g. de C 2 H 5 OH para obtener a 100° C, 100 gr. de acetato de etilo. Kc (igual a Kx) para la formación del acetato de etilo a 100° C es 4.0. SOLUCIÓN
CH 3 COOH + C 2 H 5 OH ⇌ CH 3 COOC 2 H 5 + H 2 O
a b 0 0 x x x x a- x b- x x x x * x Kc = [CH 3 COOC 2 H 5 ][ H 2 O]. = V V = 4. [CH 3 COOH ][ C 2 H 5 OH] a-x * b- x V V b= 100/46 ; x = 100 / Resolviendo x= 1.4475 moles CH 3 COOH ( 86.85 gr CH 3 COOH)
- El acido tricloroacético, CCI 3 COOH, reacciona con el amileno, C 5 H 10 , y de lugar a la formación de tricloroacetato de amilo, CC1 3 COOC 5 H 11. Al mezclar a 100° C, 1 mol del acido con 4 moles de amileno se forman 0.81 moles de estar. Hallar la constante Kx y la composición de la mezcla en equilibrio que resulta al reaccionar 1 mol del ácido con 1 mol de amileno a 100° C. SOLUCIÓN
a) Cl 3 COOH + C 5 H 10 ⇌ Cl 3 COOC 5 H 11
x x x 1- x 4- x 0.
2 Ag 2 O ( s ) ⇌ O 2 ( g ) + 4 A g ( S )
n = P = 717/760 = 0.02494 = [O 2 ] V RT 0.082461. 0.02494 moles O 2 * 0.375 L * 2 moles Ag 2 O *231.74 gr Ag 2 O = 4.335 gr Ag 2 O L 1 mol O 2 1 mol Ag 2 O
29. La constante Kp para el proceso C(g)+S2 (g) ⇌ S2 (g) a 1000° C es igual a 5.60. Calcular la composición
volumétrica de la mezcla gaseosa que se obtiene al hacer pasar vapor de azufre a través de carbón calentado a 1000° C. SOLUCIÓN: Supongamos que hacemos pasar 100 moles de S2(g) C(s) + S2(g) = CS2(g) no 100 0
. x x x no – x 100- x x Kp = Kc = [CS2(g)] = [x /V]. = 5. [S2(g)] [(100-x)/V] Resolviendo x = 84. Entonces la composición de l gas de salida será 84.85 % CS 2 y la diferencia 15.15 % será S 2
30. La constante Kp para la transformación del gas de gasógeno C(s) + CO2(g) ⇋ 2CO(g) a727 °C es igual a 1.
atm. Calcular la composición del gas que sale de un gasógeno al hacer pasar a la presión de 1 atm. a través de carbón al roja, calentando a esta temperatura:(a) CO 2. B) aire (21% de O 2 y 79 % de N 2 en volumen).Suponer en este caso que el O 2 se transforma primero en CO 2 SOLUCION: a) Base 100 moles de CO 2
C(S) + CO2 (g) ⇋ 2CO (g)
no 100 0 x x 2x no –x 100-x 2x nT = 100-x + 2x = 100 + x Kp =[ pCO]^2 = [ 2x* P / (100 + x) ]^2 = 4x^2 * P = 1. [pCO2] [ (100- x)P / (100 + x)] (10000-x^2 ) Sabiendo que P= 1 se resuelve x = 54. %CO = 2*x * 100 = 1.65 = 70.2 % (1 + x) % CO 2 = 100 - % CO = 29.8 % b) Se toma como base 100 moles de aire ( 21 moles de O 2 y 79 % de N 2 ; todos lo moles de O 2 s e convierten en CO 2 , según el problema, entonces se produce 21 de CO 2
C(S) + CO2 (g) ⇋ 2CO (g)
no 21 0 x x 2* x no –x 21-x 2*x
nT = 21- x + 2x + 79 = 100 + x Kp =[ pCO]^2 = [ 2x* P / (100 + x) ]^2 = 4x^2 * P = 1. [pCO2] [ (21 - x)P / (100 + x)] (100 + x)(21-x) Sabiendo que P= 1 se resuelve x = 15. %CO = 2x * 100 = 15.78 % (1 + x) %CO 2 = 2- x * 100 = 4.53 % (1 + x) % N 2 = 100 – (% CO + % CO 2 ) = 68.21 %
31. La Kp a 1000°C para la reacción FeO(s) +CO(g) ⇌ Fe(s)+CO2 (g) es igual a 0.403. A través de FeO calentado
a 1000° C se hace pasar lentamente una mezcla gaseosa que contiene en volumen un 20 % de CO y un 80. % de N 2. Calcular: a) La composición de la mezcla gaseosa saliente; y b) El volumen de aquella mezcla, medido en condiciones normales,, que se necesita para reducir 10 gr FeO. SOLUCIÓN: a) Asumir 100 moles de aires ( 20 moles de O 2 y 80 moles de N 2 ) FeO(s) + CO(g) == Fe(s) + CO 2 (g) no 20 0 0 x x x x no - x 20- x x x Kp = Kc = [CO2(g)] = [x /V] = 0. [CO(g)] [(20-x)/V] x = 5. La composición de la mezcla gaseosa de salida será: % CO 2 = x = 5.74 ; % CO = 20- x = 14.26 % ; % N 2 = 80 b) 10 gr FeO * 1 mol Feo * 1 mol CO 2 * 100 moles salientes * 22.4 L = 54.3 L 71.85 gr Feo 1 mol FeO 5.74 moles CO 2 1 mol
- Las constantes Kp para la ecuación N 2 + 3H 2 ⇋ 2NH 3 , a las temperaturas de 400° C y 450° C son respectivamente 1.667.10 -4^ atm-2^ y 0.519 10-4^ atm-2. Calcular el calor medio de formación de un mol de NH 3 entre dichas temperaturas. SOLUCIÓN: La expresión cuantitativa que relaciona la constante de equilibrio Kp.
ln
Kp ( 1 )
Kp ( 2 )
ΔH
R (^
T 2
T 1 )
ΔH es el calor de reacción a presión constante del proceso directo, R constante de los gases expresada en calorías y Kp (1), Kp (2) son constantes de equilibrio a las temperaturas absolutas T 1 y T 2 respectivamente. Remplazando valores en la ecuación establecida se tiene:
Kp 2 = 3. b) 2SO 3 = 2 SO 2 + O 2 Kp = 1/95. no 0 0 α * no α * no 0.5* no α no(1 - α) αno 0.5noα nT = no (1 - α) + αno + 0.5noα = no(1+0.5α) αno * P 2 * 0.5αno * P Kp = (pSO2 )^2 ( pO2 ) = no(1+0.5α) no(1+ 0.5α). = 0.5 * α 3 * P ( pSO3)^2 no(1- α) * P 2 (1- α)^2 * (1+0.5α) no(1+0.5 α) Cuando α = 0.50 y P = 1 se tiene Kp 1= 0. Remplazando los valores en ecuación (I) del problema 33; T 1 = 1000; Kp 1 = 3.43; T 2 = ?; Kp2 = 1/0.2= 5 ΔH = -45500 cal/ mol se tiene T 2 =?
ln
1.987 (^
T 2
T 2 = 983.8 °K
- Para la disociación del vapor de iodo en átomos, la constante Kp es igual a 0.0474 atm. a 900° C y 0. atm. a 1000° C calcular. a) El calor de disociación de I 2 entre estas temperaturas b) La temperatura a la cual el I 2 esta disociada un 60% a la presión de 0.1 atm SOLUCIÓN a) T 1 = 1173°K Kp 1 = 0.0474 R0 1.987 cal /(mol °K) T 2 = 1273 °K Kp 2 =0.
ln
Kp ( 1 )
Kp ( 2 )
ΔH
R (^
T 2
T 1 )^
ΔH = 37008 cal b) I 2 = 2 I no 0 α * no 2* α * no no(1 - α) 2 αno nT = no (1 - α) + 2αno = no(1+ α) 2 αno * P 2 * Kp = (pSO2 )^2 ( pO2 ) = no(1+α). = 4 α 2 * P ( pSO3)^2 no(1- α) * P 1- α^2 no*(1+ α) Cuando α = 0.60 y P = 0.1 se tiene Kp= 0. T 1 = ¿? Kp 1 = 0.225 R= 1.987 cal /(mol °K) T 2 = 1273 °K Kp 2 =0.
ln
Kp ( 1 )
Kp ( 2 )
ΔH
R (^
T 2
T 1 )^
T 1 = 1301°K
- A 1900° K y a la presión de 1 atm. el vapor de agua esta disociado en un 0.302 % y a 2000° K en un 0. %. Determinar el calor de la disociación de un mol de agua entre estas temperaturas. SOLUCIÓN H 2 O(g) = H 2 (g) + ½ O 2 (g) 1 0 0 α α 0.5α 1-α α 0.5α nT = 1-α +α +0.5α = 1+0.5α α P * 0.5α * P 1/ Kp = pH2 * (pO2) ½^ = 1+0.5α 1+0.5α. = 0.51/2^ * α3/2^ * P1/^. p (^) H2O 1 –α P (1- α ) * (1+0.5α)1/ 1+0.5α T 1 = 1900 °K α 1 = 0.00302 Kp 1 =1.176210- T 2 = 2000 °K α 2 = 0.00504 Kp 2 =2.5420*10-
ln
Kp ( 1 )
Kp ( 2 )
ΔH
R (^
T 2
T 1 )
ln
− 4
− 4 =^
∆ H
1.987 (^
Δ H =58190cal
- La presión del óxido correspondiente a la disociación del CuO en Cu2O y O 2 , es igual a 65.0 mm. a 980° C. El calor de disociación 4 CuO(s) ⇋ 2Cu 2 C(s) + O2(g) es igual 60400 calorías. Calcular la temperatura a la cual se descompone el CuO al calentarlo en el aire. La presión parcial del O 2 en el aire es 0.21 atm. SOLUCIÓN Puesto que la única sustancia gaseosa es el O 2 las constantes Kp(1) y Kp(2) son 65/760 atm. y 0.21 atm. a las temperaturas T 1 =1253° K y T 2 que es lo que se quiere hallar.
ln
Kp ( 1 )
Kp ( 2 )
ΔH
R (^
T 2
T 1 )
ln
1.987 (^
T 2
T 2 = 1301°K = 1028°C
- La presión vapor de agua en equilibrio con una mezcla de los sulfatos de cobre penta y trihidratado es de 7. mm. a 25° C y de 45.4 mm. a 50° C. calcular: a) El calor correspondiente a l procesos CuSO 4. 5H 2 O ⇋ CuSO4. 3H 2 O + 2H 2 O ; y, b) La temperatura a la cual esta presión de equilibrio del vapor de agua es igual a 1 atm. SOLUCIÓN
a) El proceso es: CuS^ O 4 .5^ H^ 2 O^ ⇋^ CuS^ O 4 .3^ H 2 O +^2 H 2 O^ Kp =(pH2O)^2
Kp 1 = 0.00034*1 = 0.00034 atm T 1 = ¿? R = 1.987 cal /(mol °K) Kp 2 = 1 T 2 = 1169 °K ΔH = + 39420 cal/ mol
ln
Kp ( 1 )
Kp ( 2 )
ΔH
R (^
T 2
T 1 )^
T 2 = 795 °K ( 522°C)
