La constante de equilibrio (Kp) para la reacción de carbono sólido con dióxido de carbono produciendo monóxido de carbono a 850 ºC, tiene un valor de 0,70:
Escriba la reacción que tiene lugar y las semirreacciones correspondientes
A. .
B. Calcule las presiones parciales del equilibrio si inicialmente se tiene 1 mol de CO2, en un recipiente de 30 L y a una temperatura de 850 ºC, además de carbono sólido.
C. Calcule las presiones parciales del equilibrio si inicialmente se tiene 1 mol de CO2, en las mismas condiciones que el apartado anterior, pero en un recipiente cuyo volumen es la mitad.
D. Si se conoce que la reacción es endotérmica, ¿Hacia dónde se desplazará el sistema si la temperatura aumenta hasta 1000 ºC?
E. Suponiendo que se separa el monóxido de carbono formado en la reacción anterior y se prepara una disolución añadiendo 1 L de agua a dicho óxido; ¿cuál es la concentración final en unidades de normalidad que se obtendría?
Respuestas
DATOS :
Kp= 0.70
T = 850 ºC +273 = 1123 ºK
R = 8.314 KJ/KmolºK
A. Escribe la reacción que tiene lugar y las semirreacciones correspondientes =?
B. PCO=? PCO2 =?
n moles CO2= 1 mol CO2 * 1 Kmol / 1000 mol = 0.001 Kmol
V = 30 L * 1 m³/ 1000 L = 0.03 m³
C. PCO=? PCO2 =?
n CO2 = 1 mol
V = 15 L
D. si la reacción es endotérmica, hacia dónde se desplazará el sistema si la temperatura aumenta hasta 1000 ºC .
E. solvente = 1 L agua
cantidad de CO
concentración final ( N) =?
SOLUCION :
A. C(s) + CO2(g) → 2CO(g)
₀ ₊₂
C → C + 2e- semirreacciones
₋₂ ₋₂
O2 → 2 O
B. PCO2 * V = nCO2 * R*T
PCO2 = n CO2 * R*T /V = 0.001 mol*8.314 KJ/KmolºK*1123ºK/ 0.03m³
PCO2 = 311.22KPa .
Kp= PCO/PCO2
PCO = Kp* PCO2 = 0.70* 311.22 KPa = 217.85 KPa .
C . V = 15 L = 15L * 1m³/1000 L = 0.015 m³
PCO2 = 0.001 Kmol* 8.314 KJ/KmolºK *1123ºK/ 0.015 m³
PCO2 = 622.44 KPa
PCO = 0.7* 622.44 KPa = 435.70 KPa .
D. el sistema se desplazará hacia la derecha ( reacción directa ) , porque es la que absorbe calor (reacción endotérmica).
E. 1 mol CO2(g) * 2 mol CO(g) / 1 mol CO2 (g) = 2 mol CO (g)
2 mol CO * 28 g CO/1 mol CO= 56 g CO
Pm= 28 g/mol
Pequiv = 28 g/mol / 1 = 28 g/equiv
56 gCO * 1 equiv -g / 28 g CO = 2 equiv CO
N= 2 equiv CO/ 1 L = 2 N .