AUTOESTUDIO DE EQUILIBRIO QUÍMICO

PROFESOR JANO QUÍMICA Equilibrio químico Prof. Víctor M. Vitoria www.profesorjano.wordpress.com Bachillerato - 668805224

FFIICCHHAA DDEE EESSTTUUDDIIOO YY RREEPPAASSOO DDEE EEQQUUIILLIIBBRRIIOO QQUUÍÍMMIICCOO

ALGUNOS PUNTOS CLAVE - Sobre las CONSTANTES:

• Kc y Kp son constantes para una temperatura determinada. • Las unidades de ambas constantes son variables, dependiendo de

los coeficientes estequiométricos de las especies químicas: o Kc: (mol/L)n o Kp: (atm)m

• La relación entre ellas es: Kp = Kc (R.T)Δn, siendo Δn el incremento de moles: ΔN = Σ moles de productos - Σ moles de reactivos (siempre teniendo en cuenta los coeficientes estequiométricos)

• Evolución hacia el equilibrio: o Q = Kc → en equilibrio o Q > Kc → Q debe disminuir, por lo que se desplazará hacia

la formación de reactivos. o Q < Kc → Q debe aumentar, por lo que se desplazará hacia

la formación de productos. • Las constantes tienen distinto valor según cómo se haya ajustado el

equilibrio. • Recuerda que la expresión de Kc viene dada en concentraciones,

por lo que habrá que dividir el número de moles de las sustancias en el equilibrio entre el volumen.

- METODOLOGÍA: Etapa Cl2 (g) + 2 NO(g) 2 NOCl(g)

Inicialmente n1 n2 Reaccionan x 2x En equilibrio n1 - x n2 – 2x 2x

- CONCEPTO DE GRADO DE DISOCIACIÓN. “α”

• Def. es la cantidad de reactivo que se disocia por cada mol de reactivo. • Sólo tiene sentido en una disociación, es decir, cuando una sustancia se

descompone. • Se puede calcular a partir de “x” y la siguiente proporción:

o Si de n moles reaccionan x

o Por 1 mol reaccionarán α ⇒ x = n . α Inicial Se dis-

oc. Queda

1 α 1 - α 2 2α 2 - 2α = 2 (1 - α)

7/5 7/5α 7/5 – 7/5α = 7/5 (1 - α) Co Co.α Co - Coα = Co (1 - α)

- PRINCIPIO DE LE CHATELIER: cuando en un sistema en equilibrio se

produce una modificación de las variables que lo determi-nan(concentración, presión o temperatura), el equilibrio se desplaza en el sentido en que tiene a oponerse a dicha variación.

o Temperatura: Si Tª ↑ → sentido endotérmico Si Tª ↓ → sentido exotérmico

o Presión: Si ↑ P → hacia disminución del número de moles ga-

seosos. Si ↓ P → hacia un aumento del número de moles gase-

sosos. o Concentración:

Si se añaden reactivos: se desplaza hacia los produc-tos.

Si se añaden productos: se desplaza hacia los reacti-vos.

- EQUILIBRIOS HETEROGÉNEOS:

• Intervienen sustancias en distintos estados de agregación. • En las constantes sólo intervienen sustancias gaseosas.

A continuación se presentan cuatro problemas y posteriormente su resolución. Intenta hacerlos hasta llegar al resultado sin mirar la resolución, es el modo para comprobar si dominas el tema o no.


PROBLEMAS PROPUESTOS Problema nº 1En un matraz de un litro introducimos 0’0200 moles e PCl5 sólido, cerramos el matraz, hacemos el vacío y lo calentamos a 200oC. El PCl5 se volatiliza y entonces se descompone en un 46 % en PCl3 y Cl2. Calcule:

a) La constante de equilibrio. b) Las nuevas concentraciones en el equilibrio si, a la misma temperatura,

añadimos 0’0100 moles de Cl2. Problema nº 2A 50oC y 1 atm de presión, el N2O4 se disocia en un 40 % según la reacción:

N2O4 (g) 2 NO2(g)Halla el grado de disociación, a la misma temperatura, pero a la presión de 10 atm. Problema nº 3El óxido de hierro(II) es reducido a hierro metálico mediante la acción del monóxido de carbono según la ecuación:

FeO(s) + CO(s) Fe(s) + CO2 (g)Cuando la reacción llega al equilibrio, a la temperatura de 1000oC, la com-posición en masa de la mezcla gaseosa es de 61’25 % de CO y de 38’75 % de CO2. Calcular Kp. Problema nº 4A una temperatura de 400oC el amoníaco se disocia en un 40 % en nitró-geno e hidrógeno, cuando la presión total del sistema es de 0’93 atm.

a) Calcule la fracción molar de cada una de las especies en el equili-brio.

b) Calcule Kp a la misma temperatura. c) Indique cómo variará la concentración de amoniaco en el equili-

brio: a. Al aumentar la presión. b. Al añadir nitrógeno.

Ajuste para dos moles de NH3.

RRREEESSSOOOLLLUUUCCCIIIOOONNNEEESSS::: Problema nº 1En un matraz de un litro introducimos 0’0200 moles e PCl5 sólido, cerramos el matraz, hacemos el vacío y lo calentamos a 200oC. El PCl5 se volatiliza y entonces se descompone en un 46 % en PCl3 y Cl2. Calcule:

c) La constante de equilibrio. d) Las nuevas concentraciones en el equilibrio si, a la misma temperatura,

añadimos 0’0100 moles de Cl2. SoluciónEscribamos en primer lugar la ecuación química y la constante de equilibrio:

PCl5 (g) PCl3 (g) + Cl2 (g)

[ ] [ ][ ]5

23c PCl

ClPCl ⋅K =

Organizando la información en forma de tabla: PCl5 PCl3 Cl2Concentraciones iniciales 0’0200 0 0 Concentración equilibrio 0’0200 - x x x Donde tenemos que x es igual a la concentración inicial, c, por el grado disocia-ción, α: x = c . α = 0’02 . 0’046 = 0’0092 PCl5 PCl3 Cl2Concentraciones equilibrio 0’0108 0’0092 0’0092 Sustituyendo estos valores en la expresión de la constante de equilibrio:

Lmol1083701080

0092000920 '' ⋅K 3c /'

'−⋅==

Al agregar 0’0100 moles de cloro a temperatura constante, como la Kc debe permanecer invariable, de acuerdo con el principio de Le Chate-lier, el equilibrio tenderá a consumirlos por lo que se despalzará hacia la izquierda. Metodológicamente, se inicial este apartado del problema tomando como condiciones iniciales, las concentraciones del equilibrio del apar-tado anterior.


PCl5 PCl3 Cl2Concentraciones iniciales 0’0108 0’0092 0’0192 Concentración equilibrio 0’0108 + x 0’0092 - x 0’0092 + 0’01- x

( ) ( )( )

7c 10837

x01800x01920x00920K ⋅=

+−⋅−

= ''

''

Resolviendo la ecuación de segundo grado: x = 0’00275 mol/L Por lo tanto, las concentraciones en el nuevo equilibrio serán: [PCl5] = 0’0135 mol/L ; [PCl3] = 0’0065 mol/L ; [Cl2] = 0’0165 mol/L Problema nº 2A 50oC y 1 atm de presión, el N2O4 se disocia en un 40 % según la reacción:

N2O4 (g) 2 NO2(g)Halla el grado de disociación, a la misma temperatura, pero a la presión de 10 atm. SoluciónLa constante de equilibrio será:

42

2

ON

2NO

p PP

K =

Calculo de las presiones parciales:

T2

2T42

42 PtotalesmolesnNOmolesnNOPP

totalesmolesnONmolesnºONP ⋅=⋅=

ºº;

º

N NO2O4 2 Número moles iniciales c 0 Número moles equilibrio c - x 2x c (1 - α) 2 c α

Donde: x = c . α

Número de moles totales en el equilibrio = c + cα = c (1 + α) Por lo tanto:

( )( ) ( )

( )( )( )

( ) ( ) 7620400140041

14P

114P

1c1c1cc2

K

P1cc2NOPP

1c1cONP

2

2

2

2

T

2

T

22

222

p

T2T42

'''

;

=−⋅

=⋅α−α

=⋅α−⋅α+

α=⋅

α+⋅α−⋅α+⋅α

=

⋅α+⋅α⋅⋅

=⋅α+⋅α−⋅

=

Al no cambiar la temperatura, Kp es constante, luego a 10 atm se puede aplicar la expresión anterior y despejar el nuevo α’.

137076201014 2'αK 2p '''

'=α⇒=⋅

α−=

Luego el nuevo grado de disociación es del 13’7 % Problema nº 3El óxido de hierro(II) es reducido a hierro metálico mediante la acción del monóxido de carbono según la ecuación:

FeO(s) + CO(s) Fe(s) + CO2 (g)Cuando la reacción llega al equilibrio, a la temperatura de 1000oC, la com-posición en masa de la mezcla gaseosa es de 61’25 % de CO y de 38’75 % de CO2. Calcular Kp. Solución

Como puedes ver se trata de un equilibrio heterogéneo. Pero lo importante es que comprendas cómo usar los porcentajes. Se trata de porcentajes en peso, por lo que tendrás que pasarlo a un porcentaje en moles para poder trabajar con fracciones molares. Éstas son imprescindibles para el cálculo de presiones parciales. Recuerda: sólo intervienen en la expresión del equilibrio las sustancias gaseosas.

Pasando los porcentajes de masa a fracciones molares:

22

2 COmoles880COg44

mol1COg7538COdemoles192g28

mol1COg2561 '';'' =⋅=⋅


( ) ( ) 28660moles880192

moles880X7130moles880192

moles192X2COCO '

''';'

'''

=+

==+

=

La Kp de la reacción no dependerá ni del FeO ni del Fe porque son sólidos

FeO(s) + CO(g) Fe(s) + CO2 (g)

40207134028660

PCOXPCOX

COPCOPK

T

T22p '

''

==⋅⋅

== atm

Como en esta reacción Δn = 0 (aunque en este caso daría igual, a la hora de cal-cular el incremento de moles en un equilibrio heterogéneo, sólo hay que tener en cuenta el número de moles gaseosos de reactivos y productos), Kp = Kc. Problema nº 4A una temperatura de 400oC el amoníaco se disocia en un 40 % en nitró-geno e hidrógeno, cuando la presión total del sistema es de 0’93 atm.

d) Calcule la fracción molar de cada una de las especies en el equili-brio.

e) Calcule Kp a la misma temperatura. f) Indique cómo variará la concentración de amoniaco en el equili-

brio: a. Al aumentar la presión. b. Al añadir nitrógeno.

SoluciónLlamando ni al número de moles iniciales de NH3 sin disociar: 2 NH3 N2 (g) 3 H2 (g)Moles iniciales ni Moles en el equilibrio ni (1 - α) ½ ni α 3/2 ni α Los moles totales en el equilibrio son: nt =ni (1 - α) + ½ ni α + 3/2 ni α = ni (1 + α) Las expresiones de las fracciones molares son:

( ) ( )( )

( ) ( )

( ) ( ) 4290401

400511nnHX

1430401

4005001nnNX

4290401600

1n1nNHX

i

i23

2

i

i21

2

i

i3

''

''

''

''

'''

=⋅

=α+⋅α⋅⋅

=

=⋅

=α+⋅α⋅⋅

=

==α+⋅α−⋅

=

b) Para calcular Kp, recordemos que las presiones parciales, en una mezcla ga-seosa, viene dada por: pi = Xi . PT. P (NH3) = 0’429 x 0’93 = 0’40 atm P (N2) = 0’143 x 0’93 = 0’13 atm P (H2) = 0’429 x 0’93 = 0’40 atm (puedes comprobar como ΣPi = PT) Sustituyendo estos valores en la expresión de Kp:

22

3

32

23

2p 1025

4040130

NHPHPNPK −⋅=

⋅=

⋅= '

'''

c) Al aumentar la presión, el equilibrio se desplaza hacia el miembro de menor núme-ro de moléculas, en este caso hacia la izquierda (menor disociación del NH3) Al añadir nitrógeno, de acuerdo con el principio de Le Chatelier, el equilibrio se desplazará hacia la izquierda.

Si quieres saber un poco más: En general, cuando a un sistema en equilibrio (a presión y temperatura constantes) se le añade uno de los componentes, el sistema responde oponiéndose a esa adición, des-plazándose el equilibrio hacia el otro miembro de la ecuación. Sin embar-go, hay algunos casos en que esto no se cumple siempre y uno de ellos es el de la síntesis o disociación del amoniaco. Como la presión es constante, la adición de N2 produce un aumento de presión parcial, pero al mismo tiempo, una disminución de H2. Por lo tanto se producen dos cambios que dan lugar a efectos contrapuestos y no se puede predecir, de forma cualitativa, el desplazamiento del equilibrio. En ello inlfluye mucho la relación de los coeficientes estequiométricos 1/3 para N2/H2, y la composición de la mezcla. En este caso, se ha demostrado que, al añadir nitrógeno, si su fracción molar era menor de 0’5, el equilibrio se desplaza hacia la izquierda, pero si x (NH3) > 0’5, el equilibrio se despla-za hacia la derecha (se disocia más amoníaco). En el caso de volumen constante no existen estas contradicciones al principio de Le Chatelier.

PROFESOR JANO QUÄ[email protected] Prof. VÄCTOR M. VITORIA

Bachillerato - Universidad

COMPENDIO PROBLEMAS EQUILIBRIO QU�MICO

QUI1999042202

El amoniaco est� disociado en un 60% a la presi�n de 6 atm. y a la temperatura de 573�K. Determina la presi�n parcial de cada componente de la mezcla y el valor de Kp

a esa temperatura.Reacci�n: 2NH3 (g) N2 (g) + 3 H2 (g)

Soluci�n = 0,6Por cada moles que se disocian se forman /2 moles de N2 y 3/2 moles de H2:

/23c/2c1c:equilibrio00c:inicioH3NNH2 g2g2g3

moles totales: nT = c (1-) + c/2 + 3c/2 = c (1+)

atm.3,37560,613/20,6P

1c/23cPXHP

atm.1,12560,61

0,6/2P1c

/2cPXNP

atm.1,560,610,61P

1c-1cPXNHP

TTH2p

TTN2p

TTNH3p

2

2

3

atm19,21,5

3,3751,125NHP

HPNPK 2

2

23p

32p2p

p

QUI1999042203

La presi�n parcial del di�xido de carbono en la atm�sfera es de 3,1410-4

atm. A 25�C la constante Kp del equilibrio de descomposici�n del carbonato c�lcico en �xido de calcio y di�xido de carbono es de 1,610-23 atm. �Se descomponen las rocas formadas por piedra caliza a temperatura ambiente?


Bachillerato - UniversidadSoluci�n

La reacci�n es la siguiente:

CaCO3 (s) CaO (s) + CO2 (g)

234COp 101,6103,14PQ

2

La tendencia es favorecer la carbonataci�n del �xido

c�lcico. Por lo tanto, la roca caliza no se descomponea temperatura ambiente.

QUI1999050401

En un recipiente de 30 litros de capacidad se calienta una mezcla de 1 mol de hidr�geno y 1 mol de iodo hasta 448�C estableci�ndose a dicha temperatura un equilibrio entre los dos elementos y el ioduro de hidr�geno formados. Sabiendo que el valor de la constante de equilibrio es entonces 50, determ�nese:

a) El n�mero de moles de iodo que quedan sin reaccionar en el equilibrio.b) Si se introduce 1 mol adicional de hidr�geno en el sistema �qu� cantidad

de iodo original quedar� todav�a sin reaccionar en el nuevo equilibrio?

Soluci�n

a) El equilibrio que tendr� lugar ser�:

I2 (g) + H2 (g) 2 HI

Inicio 1 1 _Equilibrio 1 – x 1 – x 2x (en el equil. quedar�n 1-x moles de I2)

50

12xx4x

30x1

30x1302x

HIHIK 2

2

2

22

2

eq

x1 = 1,39 ; x2 = 0,78

Para comprobar hacia que lado se encuentra desplazada la reacci�n a temperatura ambiente, compararemos la presi�n parcial del CO2 con la constante Kp del equilibrio de descomposici�n. Si la presi�n parcial es mayor que la constante el equilibrio estar� desplazado hacia la izquierda y , por tanto, las rocas no se descompondr�n a temperatura ambiente y viceversa.



Luego los moles de I2 que nos quedan sin reaccionar ser�n:

1 – 0,78 = 0,22 moles de I2

b)I2 (g) + H2 (g) 2 HI

Inicio 0,22 0,22 + 1 1,56Equilibrio 0,22 – x 1,22 – x 1,56 + 2x

50

x1,22x0,222x1,56

HIHIK

2

22

2

eq

en donde: x1 = 1,546 (absurdo)x2 = 0,154

Luego los moles de I2 sin reaccionar ser�n:

0,22 – 0,154 = 0,066 moles de I2

QUI1999050402

Una mezcla gaseosa constituida inicialmente por 7 moles de hidr�geno y 5 moles de iodo en estado gaseoso se calienta a 400�C, con lo que se forman 9 moles de HI. Calcule:

a) La constante de equilibrio.b) Escriba la reacci�n reversible, se�alando c�mo se modificar� el equilibrio al

aumentar la temperatura y la presi�n.

DATOS: H reacci�n = - 10,5 KJ.

Al resolver esta ecuaci�n, x, resulta tener dos valores posibles x1 = 1,39 y x2 = 0,78, pero x1 se puede despreciar ya que no se puede disociar una cantidad mayor que la que inicialmente ponemos en la reacci�n.

El equilibrio alcanzado en el apartado (a) se convierte en la situaci�n inicial para la adici�n de un mol de H2. Aplicando el principio de Le Chatelier, el equilibrio se desplaza hacia la izquierda para compensar dicha adici�n.



Soluci�n

H2 (g) + I2 (g) 2 HI (g)

Inicio 7 5 _

Equilibrio 7 –29 5 -

29 9

a) Como el hidr�geno y el iodo reaccionan mol a mol, formando dos moles de HI, si se

forman 9 moles de HI quiere decir que habr�n desaparecido 29 moles de H2 y

29 moles

de I2, o lo que es lo mismo 4,5 moles de cada uno de ellos.

64,8

0,52,581

v0,5

v2,5

v9

IHHIKc

2

22

2

b) H2 (g) + I2 (g) 2 HI (g) H = - 10,5 KJ.

QUI1999050403

Al calentar pentacloruro de antimonio se disocia en tricloruro de antimonio y cloro. A 182�C y presi�n de una atm�sfera se disocia en un 29,2%. Calcular:

a) Las Kp y Kc para la disociaci�n de dicho compuesto a esta temperatura.b) La presi�n a la cual se disociar� en un 60%.

Seg�n el principio de Le Chatelier, un incremento de la temperatura favorecer� el desplazamiento hacia la izquierda del equilibrio, pues en este sentido la reacci�n es endot�rmica. La presi�n no influye, ya que el n�mero de moles gaseosos de los reactivos y los productos es el mismo.



Soluci�n

a) El equilibrio que tendr� lugar ser� de la forma:

SbCl5 SbCl3 + Cl2

Equilibrio 1 – 0,292 0,292 0,292

TSbCl

TClTSbCl

5p

2p3pp PX

PXPXSbClP

ClPSbClPK

5

23

(recuerda que Pparcial = Ptotal � X – fracci�n molar)

0,2260,2920,2920,2921

0,292totalesmolesn�

Clmolesn�totalesmolesn�SbClmolesn�XX 23

ClSbCl 23

0,5480,226)(21XX1X235 ClSbClSbCl

Luego nos queda que:

atm.109,320,548

10,2260,226K 2p

Sabiendo que valores.lossustituirpodemos11-2nqueyTRKK ncp

Kc = mol/litro102,54550,082

109,32TR

K 32

p

b) La Kp se mantiene constante e igual a 5

23

SbCl

TClSbClp X

PXXK

pero cambia el n�mero de

moles:

n� moles de Cl2 = n� moles de SnCl3 = 0,6 (60%)n� moles de SbCl5 = 1 – 0,6 = 0,4n� total de moles de la mezcla = 0,6 + 0,6 + 0,4 = 1,6 moles



atm.109,32P0,250

0,3750,375XX 2TSbClCl 32

de donde PT = 0,1657 atm.

QUI1999051101

En un recipiente vac�o se introduce bicarbonato s�dico s�lido. Se cierra y se calienta a 120�C. Cuando se alcanza el equilibrio la presi�n es de 1720 mmHg. Hallar Kp y Kc para el proceso:

2NaHCO3 (s) Na2CO3 (s) + CO2 (g) + H2O (g)

Soluci�n

2NaHCO3 (s) Na2CO3 (s) + CO2 (g) + H2O (g)

Inicio 2n _ _ _

Equilibrio 2n (1 - ) n n n

Kp = Pp CO2 � Pp H2O

Pp CO2 = Pp H2O

Pp CO2 + Pp H2O = atm2,267601720

2 Pp CO2 = OHP1,132

2,262p

Kp = (1,13)2 = 1,27 atm.

Observa que la disociaci�n de la presi�n (de 1 atm�sfera a 0,1657



Kc = Kp � (R � T)-n

Kc = 2393)(0,0821,27

Kc = 0,0012

QUI1999051803

Para la reacci�n en fase gaseosa entre el tricloruro de f�sforo y cloro para dar pentacloruro de f�sforo, la constante de equilibrio, Kc, vale 49 a 230�C.Calcular:a) Las fracciones molares de los gases en el equilibrio si se introducen 0,5

moles de tricloruro de f�sforo y 0,5 moles de cloro en un recipiente vac�o de 5 litros, y se calientan a 230�C.

b) El valor de la constante Kp.

Soluci�n

a) Llamando x a los moles de pentacloruro de f�sforo que hay en el equilibrio, obtenemos:

Equilibrio de s�ntesis: PCl3 (g) + Cl2 (g) PCl5 (g)

Moles iniciales: 0,5 0,5 0Moles en equilibrio: 0,5 – x 0,5 – x x

Kc = 23

5Cl[PCl[

PCl[

49 =

5x0,5

5x0,5x/5

49x2 – 5x + 12,25 = 0

Soluci�n posible x = 0,32 mol.

Calculamos ahora las fracciones molares:

Moles totales: (0,5 – x) + (0,5 – x) + x = 1 – x = 1 – 0,32 = 0,68 moles.

N� moles de cada gas en equilibrio: moles.0,180,320,5nn23 ClPCl

moles.0,32n5PCl

0,2650,680,18XX

23 ClPCl 0,470,680,32X

5PCl



b) ncp TRKK

Puesto que n = -1

1,25030,08249K 1p

QUI2000040501En un recipiente vac�o se introducen 2 moles de CH4 y 1 mol de H2S. Se cierra el recipiente y se calienta a 727oC, estableci�ndose el siguiente equilibrio entre gases:

)g(2)g(2)g(2)g(4 H4CSSH2CH

En este equilibrio la presi�n parcial del H2 es 0’2 atm. Y la presi�n total es de 0’85 atm.

a) Calcule el n�mero de moles de cada componente en el equilibrio y el volumen del recipiente.

b) Halle Kp y Kc para el equilibrio:

)g(2)g(2)g(2)g(4 H2CS21SHCH2

1

Soluci�n

x23x4xx21x2m

x4xx21x2Eq0012InH4CSSH2CH

t

)g(2)g(2)g(2)g(4

20'0x235'0x23

x4

235'085'02'0

PP

XPXPyx23

x4XT

HHTHHH

22222

a) Hay que prestar especial atenci�n a los coeficiente estequiom�tricos.b) Los coeficientes estequiom�tricos no indican la cantidad real que hay, sino la proporci�n en la que reaccionan.c) Cuando el incremento de moles es cero, las dos constantes coinciden y son adimensionales



40'320'023m80'020'04Hn20'0CSn

60'020'021SHn80'120'02CHn

T

22

24

l32885'0

273727082'040'3P

TRnV

b) Para el c�lculo de las constantes:

22

5

22

5

2

2

4

4

c2'0212'02328

2'0256x21x2V

x256

Vx21

Vx2

Vx4

Vx

K

262 l/m1018'1

36'08'1328082'0

.atm1093'71000082'01018'1TRKK 3262cp

lm1009'11018'1KK 36

c'c

)g(2)g(2)g(2)g(4 H4CSSH2CH

Para calcular las constantes recordamos previamente:

SHCH

HCSK

KKnteevidenteme

SHCHHCS

K

221

4

222

12'

c

c'c

224

422

c



QUI2000040801

Cuando el �xido merc�rico (s�lido) se calienta en un recipiente cerrado en el que se ha hecho el vac�o, se disocia reversiblemente en mercurio y ox�geno hasta alcanzar una presi�n total que en el equilibrio vale a 380�C 141 mmHg. Calc�lese

a) las presiones parciales de cada componente en el equilibrio.b) las concentraciones de los mismos en moles/lc) el valor de Kp para la descomposici�n ajustada a un mol de �xido merc�rico.

DATO: punto de ebullici�n del mercurio 357�C.

Soluci�n

2x3

2xxn2

xxEq

xRcreacciona.queloimportaS�loo.heterog�neequilibriouneninteresanno

s�lidoundequedanquemoleslosporquebledo,unimportamePero�?In

O21HgHgO

T

)g(2gs

a) atm124'0760mmHg941412

x3xPHg

atm062'0760mmHg471412

x32

xP

2O

b) 2xl/mol1018'1

635082'0760

47

TRP

O 3O2

2

Para resolver este ejercicio hay que tener en cuenta que: Se trata de un equilibrio heterog�neo. Ten en cuenta que el �xido merc�rico no va a intervenir en las expresiones de las constantes. Por lo tanto no es necesario conocer la cantidad inicial. Con conocer lo que ha reaccionado es suficiente.



.l/mol1037'21018'12Hg 33

c) 232

1OHgp mmHg43'6444794PPK

2

23

p atm031'0062'0124'0K

QUI2000040802A 300oC y a 1’5 atm. de presi�n, el pentacloruro de f�sforo est� disociado en un 80 % seg�n el equilibrio:

PCl5 (g) PCl3 (g) + Cl2a)�Cu�nto valen Kc y Kp a dicha presi�n y temperatura?b)Si el volumen del recipiente es de un litro halle la densidad de la mezcla

gaseosa a esa presi�n y esa temperatura.c)�C�mo influir�a en el equilibrio

c.1) una disminuci�n de la presi�n?c.2) a�adir un gas inerte como el ne�n?c.3) la presencia de un catalizador

Soluci�nReacci�n de disociaci�n en el equilibrio ser�:

nn1nEqnIn

ClPClPCl )g(2)g(3)g(5

a) .atm664'2111'0

5'1444'0X

XXPXP

XPXPP

PPK

2

PCl

ClPCLT

PClT

ClTPCLT

PCL

PCLPClp

5

23

5

23

5

23

444'08'18'0

11nnXX

111'08'1

8'0111

1n1nX

23

5

ClPCl

PCl

Es un error frecuente pensar que las 1’5 atm. corresponden a la presi�n inicial. Es la presi�n en el equilibrio.Conviene trabajar con presiones parciales para que se simplifique el n�mero de moles iniciales que desconocemos. (se simplifican al trabajar con fracciones molares)



l/mol057'0573082'0664'2TRKK 1npc

b) Para calcular la densidad s�lo nos falta la masa total, que calculamos a partir de los moles, por tanto:

C�lculo de moles totales: moles032'0573082'015'1

TRVPnT

018'08'1

032'01nn T

.g751'0106'32.0018'0n

.g47'10144'0n

.g022'10144'08'0018'0n

5'208x3PCl

102xPCl

71xCl

5

3

2

masa total .g243'3751'047'1022'1

.l/g243'3VmD

c) Para responder a los tres apartados, nos fijamos en el principio de LeCh�telier que dice: Cuando en un sistema en equilibrio se produce una modificaci�n de algunas variables que lo determinan (concentraci�n, T, P), el equilibrio se desplaza en el sentido en que tiende a oponerse o minimizar dicha variaci�n. Por tanto:

c1) Una disminuci�n de la presi�n har� que el equilibrio tienda a aumentarla dirigi�ndose hacia d�nde hay un mayor n�mero de moles, es decir, a la derecha.

c2) Al a�adir un gas inerte aumenta la presi�n, por lo que el equilibrio reaccionar� disminuy�ndola yendo hacia donde menos n�mero de moles gaseosos hay, es decir, a la izquierda.

c3) El catalizador no influye.



QUI2000040803En un recipiente vac�o se introduce hidrogenocarbonato de sodio s�lido y se calienta a 120�C. Cuando se alcanza el equilibrio la presi�n es de 1720 mmHg. Halle Kc y Kp para el proceso

2 NaHCO3(s) Na2CO3 (s) + CO2(g) + H2O(g)Si al aumentar la temperatura se frena la descomposici�n de hidrogenocarbonato, razone si la reacci�n ser� endot�rmica o exot�rmica en el sentido dado.

Soluci�n

xx2xcEq

cInOHCOCONaNaHCO2 )g(2)g(2)s(32)g(3

x2273120082'0

7601720

x2TR

PVnT

lm035'0x07'0x2

2322c l

m10225'1035'0xK

2323ncp atm27'151'103810225'1393082'010225'1TRKK

Al aumentar la temperatura se favorece el sentido endot�rmico. Si se frena la

descomposici�n de NaHCO3 significa que se favorece si formaci�n, es decir, ese es el

sentido endot�rmico.Esto significa que en el de la descomposici�n ser� exot�rmico, que es el dado. H 0.

Se trata de un equilibrio heterog�neo. No debe preocupar el no tener los moles iniciales, sino los que reaccionan. S�lo algunos productos son gaseosos, que son los que van a intervenir en el equilibrio. Recuerde que el incremento de temperatura favorece siempre el sentido endot�rmico (por el Principio de

Le Ch�telier) El principio de LeChÄtelier dice que cuando en un sistema en equilibrio se produce una modificaci�n de

algunas variables que lo determinan (concentraci�n, T, P), el equilibrio se desplaza en el sentido en que



QUI2000040804A 150�C, el cloruro de sulfurilo se disocia en un 30% en di�xido de azufre y cloro. Calcular Kc y Kp para el equilibrio conociendo que inicialmente en un recipiente vac�o de 2’5 litros de capacidad se introducen n moles de SO2Cl2(g)y que en el equilibrio la presi�n total es de 3’5 atm. Calcule el valor de Kp para el equilibrio a la misma temperatura.Masas at�micas: S = 32 ; O = 16 ; Cl = 35’5

Soluci�n

V = 2’5 l ; = 0’3 ; Pt = 3’5 ; T� = 150�C

nn1nEqnIn

ClSOClSO )g(2)g(2)g(22

.moles252'0273150082'0

5'25'3TRVP1nnnnnnT

194'03'1

252'0n

252'03'01n

.atm34'0273150082'01097'9TRKK

l/m1097'93'015'2

3'0194'0

5'21n

5'2n

5'2n

ClSOClSOK

13ncp

32

22

22c

Y ahora el porcentaje en peso de la mezcla gaseosa.

Escribir el equilibrio partiendo de n moles iniciales.Trabajar en funci�n de a (nos lo dan)Hallar primero Kc y a partir de ella Kp para no liarse con presiones parciales.Hallar n a partir de la ecuaci�n de los gases perfectos.



.g18'26totalesgramos

.g33'181358'03'01194'01nClSOdemoles

.g13'4058'0Cldemoles

.g72'3058'03'0194'0nSOdemoles

135x22

71x2

Pm64x2

%1'70ClSO%77'15Cl

%2'1418'2610072'3SO

22

2

2

222p

'p atm1156'034'0KK

QUI2000040805

Seg�n el proceso de Ellingham a 1100oC se puede obtener hierro (Fe) en los altos hornos a partir de la reacci�n:

FeO(s) Fe(s) + CO2 (g) H > 0

A trav�s de 5 toneladas (exceso) de FeO(s) se hace pasar gas aire, 20 % de CO y 80 % de N2, (composici�n en moles); conociendo que Kp a dicha temperatura vale 0’400, �cu�ntos Kg. De Fe se obtendr�n al pasar 1000 moles de mezcla gaseosa?Explique si el aumento de presi�n y el aumento de temperatura beneficiar�n el

proceso de obtenci�n de hierro mediante este procedimiento.Masas at�micas: Fe = 55’85 ; C = 12’011 ; O = 16)Soluci�n

Date cuenta de que se trata de un equilibrio heterog�neo. Oxido ferroso en exceso significa que hay de sobra, y que el reactivo limitante va a ser el mon�xido de

carbono, es decir, va a reaccionar todo el que haya.

Si se lee con atenci�n el texto, te dar�s cuenta de que se indica como dato la cantidad de moles iniciales de CO : �el 20 % de 1000 moles de gas aire!.

Recuerda que en la expresiones de las constantes no intervienen las sustancias s�lidas, pues su concentraci�n es su densidad que es constante (ya incluida en el valor de Kc y Kp)



.atm2'0PK�1100�Txx200.Eq

4'0K200In

CO%20;N%80:aireGasCOFeCOFeO

t

p

2)g(2)s()g()s(

x200mx200

x

200x200

200x

PXPX

PP

K tTCO

TCO

CO

COp

22

x4'180xx4'080

xx200400'0

.FeKg2'3Fedeg3'3191moles14'57x 85'55x

Discusi�n ..Le Ch�telier: Si la reacci�n es endot�rmica en el sentido de obtenci�n de hierro, al aumentar la

temperatura se favorecer� este sentido, ya que seg�n el principio de Le Ch�telier el equilibrio tiende a reaccionar contrarrestando al agente pertubador, por lo tanto tratar� de contrarrestar el aumento de temperatura consumiendo calor en el sentido endot�rmico (derecha)

Si se aumenta la presi�n, seg�n el principio de Le Ch�telier el equilibrio tender� a contrarrestar este efecto por lo que evolucionar� en el sentido en el que haya menor n�mero de moles gaseosos. Como hay el mismo en ambos lados, el equilibrio no se ve afectado.

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AUTOESTUDIO DE EQUILIBRIO QUÍMICO