PROBLEMA 2.- El cianuro de amonio, a 11 ºC, se descompone según la reacción: NH4CN (s) ⇆ NH3 (g) + HCN (g). E un recipiente de 2 L de capacidad, en el que previamente se ha hecho el vacío, se introduce una cierta cantidad de cianuro amónico y se calienta a 11 ºC. Cuando se alcanza el equilibrio, la presión total es de 0,3 atm. Calcula:
a) Kc y Kp.
b) La masa de cianuro de amonio que se descompondrá en las condiciones anteriores.
DATOS: Ar (N) = 14 u; Ar (C) = 12 u; Ar (H) = 1 u; R = 0,082 atm · L · mol–1 · K–1 . Resultado: a) Kp = 2,25 · 10–2; Kc = 6,5 · 10–3; b) 0,57 g. PRUEBA SELECTIVIDAD ANDALUCIA CONVOCATORIA SEP 2014 QUIMICA
Respuestas
Esta es la solución al problema 2 de
la prueba de selectividad Andalucía Convocatoria SEP 2014 de Química:
a) Para encontrar las constantes Kc y Kp, empezamos por identificar que este es
un sistema heterogéneo, esto nos permite saber que a partir de un mol de sólido
se puede obtener un mol gaseoso de NH₃ y un mol gaseoso de HCN.
Ahora considerando la presión en equilibrio es de 0,3 atmosfera
y que esta resulta de la suma de las presiones parciales de los gases, entonces
se deduce que:
0,3/2 = 0,15 atmosferas
Sustituimos los valores en la constante de equilibrio Kp:
Kp = (NH₃) .
(HCN) = 0,15² atm² = 2,25.10⁻² atm²
Ahora, del conocimiento de la presión parcial determinamos
los moles de cada gas y su nivel de concentración:
P.V = n.R.T
n = 0,013 moles de NH₃ / HCN
Para la concentración de gases en equilibrio:
[NH₃] = [HCN] = 6,5.10⁻³ M
Convirtiendo estos valores a las constante de equilibrio Kc:
Kc = [NH₃].[HCN] = (6,44.10⁻³)² = 4,2.10⁻⁵ M
b) Determinamos cual es la masa del cianuro de amonio que se descompondrá en las condiciones que da el
problema, iniciando porque un mol de cianuro de amonio produce durante su
descomposición un mol de amoniaco. El equilibrio indica que hay 0,013 moles de
amoniaco, cuya masa es:
masa(NH₄CN) = 0,013 moles. 0,57 g