Question

PROBLEMA 2.-
El equilibrio siguiente es importante en la producción de ácido sulfúrico: 2 SO3 (g) ⇆ 2 SO2 (g) + O2 (g). Cuando se introduce una muestra de 0,02 moles de SO3 en un recipiente de 1,5 litros mantenido a 900 K en el que previamente se ha hecho el vacío, se obtiene una presión total en el equilibrio de 1,1 atm.
a) Calcula la presión parcial de cada componente de la mezcla gaseosa en el equilibrio.

b) Calcula Kc y Kp. DATOS: R = 0,082 atm · L · K–1 · mol–1 .

PRUEBA SELECTIVIDAD VALENCIA CONVOCATORIA JULIO 2015 QUIMICA

Answer 1

PROBLEMA 2

El equilibrio siguiente es importante en la producción de ácido sulfúrico: 2 SO₃ (g) ⇆ 2 SO₂ (g) + O₂ (g). Cuando se introduce una muestra de 0,02 moles de SO₃ en un recipiente de 1,5 litros mantenido a 900 K en el que previamente se ha hecho el vacío, se obtiene una presión total en el equilibrio de 1,1 atm.

a) Calcula la presión parcial de cada componente de la mezcla gaseosa en el equilibrio. 

Llamando “x” a los moles que se descomponen de SO₃, los moles al inicio y en el equilibrio de las distintas especies son:

2 SO₃ (g) ⇆ 2 SO₂ (g) + O₂ (g).

Moles iniciales: 0,02 0 0

Moles en el equilibrio: 0,02 − 2 · x 2 · x x

El número total de moles en el equilibrio es: nt = 0,02 − 2 · x + 3 · x = 0,02 + x, que llevado a la ecuación de estado de los gases ideales permite calcular x: 

 

$P.V=n.R.T⇒ \frac{P.V}{R.T}⇒ \frac{1,1atm.1,5L}{0,082atm.L.mol ^{-1}.K ^{-1}.900K }-0.02=0,0024moles$

 

Luego, los moles de cada especie en el equilibrio son: 0,02 − 2 · 0,0024 = 0,0152 moles SO₃; 2 · 0,0024 = 0,0048 moles SO₂ y 0,0024 moles O₂. Sus presiones parciales en el equilibrio son:

 

$P _{p}(SO _{3})=x(SO _{3}).P _{t}= \frac{0,0152}{0,0224}.1,1atm=0,75atm;$ $P _{p}(SO _{2})=x(SO _{2}).P _{t}= \frac{0,0048}{0,0224}.1,1atm=0,24atm;$$P _{p}(SO _{2})=x(SO _{2}).P _{t}= \frac{0,0024}{0,0224}.1,1atm=0,12atm$

Resultado: a) $P _{p}$ (SO₃) = 0,75 atm; P _{p} (SO₂) = 0,24 atm; P _{p} (O₂) = 0,12 atm.

b) Calcula $K _{c} y K _{p}$.

La concentración de las distintas especies en el equilibrio es:

 

$[SO_{3}]= \frac{moles}{volumen}= \frac{0,0152moles}{1,5L}= 0,01M;$$[SO_{2}]= \frac{moles}{volumen}= \frac{0,0048moles}{1,5L}= 0,0032M;$$[SO_{3}]= \frac{moles}{volumen}= \frac{0,0024moles}{1,5L}= 0,0016M;$

 

Llevando las concentraciones anteriores a la constante de equilibrio $K _{c}$ , se obtiene su valor: 
$K _{c} = \frac{[SO ^{2}] ^{2}.[O _{2}] }{[SO_{3} ] ^{2}}= \frac{0,0032^{2}.0,0016 }{0,01}= 1,65.10 ^{-6}$

 

De la relación entre las constante de equilibrio se obtiene $K _{p}:K _{p} K _{c}.(R .T) ^{∆n}$ = 1,65 · 10⁻⁶ · 0,082 · 900 = 1,2 · 10⁻⁴
 

Resultado: b) [text]K _{c} = 1,65 · 10⁻⁶; K _{p} = 1,2 · 10⁻⁴[/tex] 

 

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