Question

Dada la siguiente reacción: PCl5 (g) PCl3 (g)+ Cl2 (g), H = 88 kJ/mol y sabiendo que para 473 K su
constante de equilibrio vale 0’008. Calcula los moles de cada especie química en el equilibrio si
introducimos en un erlenmeyer de 500 mL, 4’17 g de PCl5, 1’375 g de PCl3 y 2’13 g de Cl2.

Answer 1

Respuesta:

Explicación:

PCl5   ⇄   PCl3 + Cl2

Número de moles de PCl5 = 4.17 g / 208.5 g/mol = 0.02 mol PCl5

Número de moles de PCl3 = 1.375 g / 137.5 g/mol = 0.01 mol PCl3

Número de moles de Cl2 = 2.13 g / 71 g/mol = 0.03 mol Cl2

Concentraciones molares:

PCl5: 0.02 / 0.5 = 0.04 mol/L

PCl3: 0.01 / 0.5 = 0.02 mol/L

Cl2: 0.03 / 0.5 = 0.06 mol/L

Calculemos el cociente de reacción:

Q = [PCl3] · [Cl2] / [PCl5] = (0.02 · 0.06 / 0.04 = 0.03

Vemos que Q > K, pues 0.03 > 0.008. Por tanto, como Q ≠ K el sistema no está en equilibrio, y para alcanzarlo debe disminuir el valor de Q disminuyendo el numerador y aumentando el denominador, es decir, descomponiéndose parte del PCl5 para formar más PCl3 y más Cl2.

Supongamos que se descomponen x mol de PCl5; por estequiometría se formarán x mol de PCl3 y x mol de Cl2, quedando (0.02 - x) mol de PCl5.

Cuando se alcance el equilibrio, habrá los siguientes moles:

PCl5: 0.02 - x

PCl3: 0.01 + x

Cl2: 0.03 + x

Entonces,

0.008 = [(0.01 + x) / 0.5] · [(0.03 + x) / 0.5] / [(0.02 - x) / 0.5]

Resolviendo la ecuación se obtiene

x = 0.0058 mol

[PCl5] = 0.02 - 0.0058 = 0.0142 mol

[PCl3] = 0.01 + 0.0058 = 0.0158 mol

[Cl2] = 0.03 + 0.0058 = 0.0358 mol