En una vasija que tiene una capacidad de 3 litros se hace el vacío y se introducen 0,5 gramos de H2 y 30 gramos de I2. Se eleva la temperatura a 500ºC, estableciéndose el siguiente equilibrio: I2 (g) + H2(g) 2 HI(g) para el que Kc vale 50. Calcule: Moles de HI que se han formado. Moles de I2 presentes en el equilibrio.
Respuestas
Respuesta:
I2 (g) + H2 (g) HI(g)
El valor de Kc es 50. Calcula:
a) Moles de HI que se han formado una vez que se alcanza el equilibrio b) Moles de I2 presentes en el equilibrio.
a) Antes de realizar algún cálculo, se debe balancear la ecuación I2 (g) + H2 (g) 2HI (g)
De acuerdo a los datos entregados en el problema, para poder calcular los moles de HI, se debe calcular en primer lugar la cantidad de moles iniciales de cada especie que está reaccionando.
n (mol) =
masa (g) MM ( g mol)
Para I2 moles de I2 = 30 gramos 254 gramos mol
= 0,118 moles de I2
Para H2 moles de H2 = 0,5 gramos 2 gramos mol
= 0,25 moles de H2
El número de X restadas, está relacionada con el coeficiente estequiométricos de los reactantes. (es una X porque hay un mol de I2).
Escribiendo la expresión de la constante de equilibrio
Kc =
[HI]2 [H2]∙[I2] Reemplazando el valor de Kc para esta reacción que es 50 y conociendo la concentración en el equilibrio (*), se tiene 50 = [2x/3]2 [(0,25−x)/3]∙[(0,118−x)/3]
50 =
4x2/9 (0,25−x)∙(0,118−x) 9
50∙
(0,25−x)∙(0,118−x) 9
=
4x2 9
50∙(0,03−0,37x+x2) = 4 x2
1,5−18,5x+502 = 42
462 −18,5x +1,5 = 0
Para saber resolver, se necesita usar la ecuación cuadrática
x =
−b±√b2 −4ac 2a ax2 +bx+c = 0
Reemplazando:
=
18,5 ± √(18,5)2 −4∙46∙1,5 2∙46
x =
18,5 ± √342,25−276 92
x =
18,5 ± 8,13 92
1 = 0,11 moles
2 = 0,29 moles
La solución x=0,29 no sirve porque no tiene sentido que reaccionen más moles de los que hay. Por lo tanto la cantidad de moles formados de HI son
2∙x = 2∙0,11 = 0,22 moles de HI
a) Los moles de I2 presentes en el equilibrio está dado por 0,118 –x, por lo tanto son 0,118-0,11 = 0,008 moles.
Explicación: