Question

Balancear y determinar la constante de equilibrio a una temperatura T = 298,15 K para la siguiente reacción química:

Fe (s)+HCl (ac)→FeCl2 (s)+H2 (g)

Sabiendo que:

Sustancia------ ΔG_(f^0 ) (kJ /mol)
HCl = -140.1
FeCl_2 = -350.3

Answer 1

Hola!

La ecuación balanceada es la siguiente:
Fe(s) + 2HCl(ac) ⇔ FeCl_2(s) + H_2(g)

La constante de equilibrio es 1,91 x 10¹²

   Explicación:

La entalpía libre de formación ΔG°f se refiere a que tan estable es un compuesto respecto a sus elementos

La entalpía libre de Gibbs para una reacción es

ΔG°= ∑v_{p} ΔG°f_{p} - ∑v_{r} ΔG°f_{r} 

donde:
ΔG°: energía libre de Gibbs de la reacción (kJ/mol)
v: coeficiente estequiométrico
p: productos
r: reactivos

ΔG°f (H₂(g)) = 0 kJ/mol
La ΔG°f (Fe(s)) = 0 kJ/mol

Sustituyendo:
ΔG° = (1)(-350,3kJ/mol) + (1)(0kJ/mol) - (1)(0kJ/mol) - (2)(-140,1kJ/mol) 
ΔG° = -70,1kJ/mol

Su signo negativo indica que la reacción es espontánea.


La ecuación que relaciona la energía libre de Gibbs con la constante de equilibrio es:
ΔG° = -RTLnK

Donde:
R: constante de los gases (0,008314kJ/mol*K)
T: temperatura (K)
K: constante de equilibrio (adimensional)

$K= e^{\frac{G}{-RT} }$ 

Sustituyendo
$K= e^{\frac{-70,1kJ/mol}{-(0,008314kJ/mol*K) (298,15K)} }$

K= 1,91 x 10¹²