14 equilibrio 2 web_general/14_equilibrio...6.25 10 #2 #4: 2 ac k x ac ac ak x rx inversa rx z b 1 2...

3/19/2014

1

Copyright 2011 Pearson Education, Inc.Tro: Chemistry: A Molecular Approach 1

Equilibrio

Adaptado por:

Ileana Nieves

Con

cen

trac

ión

Tiempo, segundos

Concentración contra tiempo

Copyright 2011 Pearson Education, Inc.

Cinética vs Equilibrio

Tro: Chemistry: A Molecular Approach 2

[C]

t

[P]

[R]

[C]

t

[P]

[R]

[C]

t

[P]

[R]

Reacción irreversible (rd)

Reacción reversible (rd = rr) Reacción reversible (rd = rr)

R → P

R → PP → R

R → PP → R

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2


Convención de Flechas• Flecha sencillaReacción irreversible (rd):Los reactivos (R) se convierten en

productos (P) y termina la reacción.

• Flecha dobleReacción reversible (rd = rr):Los reactivos (R) pasan a productos

(P) y éstos a su vez pasan a reactivos (Req) en equilibrio

3Tro: Chemistry: A Molecular Approach, 2/e

kd

kd

kr


Con

cen

trac

ión

Tiempo, segundos

Concentración contra tiempo

0Rojo Azul

Rojo Azul

C C

t tr r

Equilibrio no implica que las concentraciones sean iguales

Después de establecer equilibrio, rroja Azul = rroja Azul

Rojo Rojo Azul Azuleq eq

Rojo eqeq

Azul eq

r k R k A r

AkK

k R

Rojo ºAzul

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rd = rr

Rx avanza − [H2] e [I2] dismimuye; [HI] aumenta.[R] dismimuye − rd disminuye[P] aumenta − rr aumenta.

H2(g) + I2(g) º 2 HI(g)

[HI]eq > [H2]eq o [I2]eq, − equilibrio favorece los productos.

Equilibrio: [R] y [P] = 0


Equilibrio establecido

Equilibrio dinámico

tiempo

Con

cnet

raci

ón


[R]eq [P]eq

• rd = rr

• [R]eq [P]eq

• [R]eq <<< [P]eq en equlibrio se favorecen

los productos

• [R]eq < [P]eq en equlibrio se favorecen

los reactivos


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Constante de Equilibrio - Relación entre [R]eq y [P] eq

• Ley de Acción de Masa es la relación entre la ecuación química y concentración de los

reactivos y productos

• Para la ecuación general: aA + bB º cC + dD,

La Ley de Acción de Masa da la relación a continuación:

Las letras minúsculas = coeficientes estequiométricos de la ecuación balanceada.Los productos siempre están en el numeradorK es la constante de equilibrio

o No tiene unidades.



Ejemplos para escribir la expresión de la constante de equilibrio, K

• Para la reacción:

aA(ac) + bB(ac) º cC(ac) + dD(ac)

• Para la reacción:

2 N2O5(g) º 4 NO2(g) + O2(g)


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Constante de Equilibrio de alta magnitud


Número grande

• Keq >> 1, [P] > [R]Se favorecen los productos

Ejemplo:

Copyright 2011 Pearson Education, Inc.10Tro: Chemistry: A Molecular Approach, 2/e

Constante de Equilibrio de baja magnitud

NúmeroPequeño

• Keq << 1, [P] < [R]Se favorecen los reactivos

Ejemplo:

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Práctica – Escriba la expresión para la constante de equilibrio, K, y prediga la posición de equilibrio para:

2 SO2(g) + O2(g) º 2 SO3(g) K = 8 x 1025

N2(g) + 2 O2(g) º 2 NO2(g) K = 3 x 10−17

favorece productos

favorece reactivos



Relaciones entre Ky las ecuaciones químicas

• La constante se invierte cuando los productos se convierten en reactivos

Para: aA + bB º cC + dD Para: cC + dD º aA + bB


directa reversa

reversadirecta

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• Si los coeficientes de una ecuación se multiplicanpor un factor, la K se eleva por ese factor

Para: aA + bB º cC Para: 2aA + 2bB º 2cC



nueva

nueva



• Si suma ecuaciones las K’s se multiplican:Para: (1) aAº bB

(2) bB º cCPara: aAº cC


aAº cC nueva=

nueva

K1 x K2

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Resumen


reversadirecta

nueva

nueva


Kreversa = 1/Kdirecta Knueva = Koriginaln

Ejemplo 14.2: Calcule la constante de equilibrio a 25°C para: NH3(g) ⇋ 0.5 N2(g) + 1.5 H2(g) o lo que es lo mismo: NH3(g) ⇋ ½ N2(g) + 3 ⁄ 2 H2(g)

dado lo siguiente: N2(g) + 3 H2(g) º 2 NH3(g), K = 3.7 x 108 at 25 °C

16

Dado:

N2(g) + 3 H2(g) º 2 NH3(g) K1 = 3.7 x 108

2 NH3(g) º N2(g) + 3 H2(g)

NH3(g) º 0.5 N2(g) + 1.5 H2(g)

Tro: Chemistry: A Molecular Approach, 2/e

Solución:

2

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9


5 1

6 3

#1: 2 1.0 10 4.0 10

# 2 : 2 2.0 10 4.0 10

#3: 3 ?

ac ac eq eq

ac ac eq eq

ac ac

Rx A B A x M B x M

Rx B Z Z x M B x M

Rx Z A K

Establecer expresiones de K de reacciones conocidas

212

5

6

2 23

4.0 10 41 1.0 10

12.0 102

4.0 10

#1: 2 1.6 10

#2 : 2 5.0 10

#3: 3 ?

xB

ac ac A x

Z xac ac B x

ac ac

Rx A B K x

Rx B Z K x

Rx Z A K

Práctica – Cuando A(ac)⇋2 B(ac) alcanza equilibrio [A1]eq = 1.0 x 10−5 M y [B1] eq = 4.0 x 10−1 M. Cuando la reación 2 B(ac) ⇋Z(ac) alcanza equilibrio [B2] eq = 4.0 x 10−3 M y [Z2] eq = 2.0 x 10−6 M.

Calcule la K para cada reacción y para la reacción 3 Z(ac) ⇋ 3 A(ac)

DADO:

3

3

A

Z 3 acA

3 acA


#1 #3: 2 acRx inversa Rx B

41

51 13 1.6 10

6.25 10

#2 #4 : 2

Kac x

ac ac

A K x

Rx inversa Rx Z B

12

1 14 5.0 10

43 4

33 3 3 43 4

12?

2

: 1.25 10

: 3 3 1.25 10

2.0 10

K x

netaac ac

netaac ac

K

Rx neta Z A K K K x

Rx neta Z A K K K x

K x

Combinar Rx#1 y #2 para obtener la #3

Práctica – Cuando A(ac)⇋2 B(ac) alcanza equilibrio [A] = 1.0 x 10−5 M y [B] = 4.0 x 10−1 M. Cuando la reación 2 B(ac) ⇋Z(ac) alcanza equilibrio [B] = 4.0 x 10−3 M y [Z] = 2.0 x 10−6 M.

Calcule la K para cada reacción y para la reacción 3 Z(ac) ⇋ 3 A(ac)

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Constantes de Equilibrio para Gases

o


i ii i i

aA g bB g cC g dD g

P nPV n RT C

RT V

• La concentración de un gas [Ci] es proporcionala su presión parcial Pi.

• Para una reacción:

• La expresión de K es:


Kc y Kp

• Pi (en atm) para calcular Kp, • Kp ≠ KcTienen unidades distintas

• La relación entre ellas es:


b b b b

BP Ca a a a

A

b a n

P C C

P B R T R TK K x

P A R T R T

K K x R T K x R T

KP = KC cuando n = 0

ii i i

b b

BP Ca a

A

PC C R T P

R TaA g bB g

P BK K

P A

n

C PK K x RT

g g g g

c dc d

C DC Pa b a b

A B

aA bB cC dD

P PC DK K

A B P P

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Ejemplo 14.3: Calcule Kc para 2 NO(g) + O2(g) ⇋ 2 NO2(g), siKp = 2.2 x 1012 a 25 °C

21

K no tiene unidades. Como hay mas moles de reactivos que productos, Kc debe ser más grande que Kp, como se observa.

Solución:

2 NO(g) + O2(g) º 2 NO2(g)

n = 2 3 = −1



Práctica – Calcule Kp o Kc para cada una de las siguientes a 27 °C

2 SO2(g) + O2(g) º 2 SO3(g) Kc = 8 x 1025

N2(g) + 2 O2(g) º 2 NO2(g) Kp = 3 x 10−17


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Equilibrio Heterogéneo• Concentración de Sólidos y líquidos puros no cambiaNo se incluyen en la expresión de equilibrio.La expresión de K para la reacción:

aA(s) + bB(ac) º cC(l) + dD(ac)



Ejemplo de Equilibrio HeterogéneoLa cantidad de C(s) esdiferente, pero CO(g) y CO2(g) se mantienenigual. Por lo tanto la cantidad de C(s) no tieneefecto en la posición de equilibrio.


La mismacantidad de [CO2] y [CO]

La mismaTemperatura

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HNO2(ac) + H2O(l) º H3O+(ac) + NO2

−(ac) K = 4.6 x 10−4

`

Ca(NO3)2(ac) + H2SO4(ac)º CaSO4(s) + 2 HNO3(ac) K = 1 x 104

Práctica – Escriba la expresión de la constante de equilibrio, K, y prediga la posición de equilibrio para las siguientes


Favorece Reactivos

Favorece Productos


[C]0 y [C]equilibrio para H2(g) + I2(g)º2HI(g) t= 445 °C

[C]0 [C]equilibrio K

[H2]0 [I2]0 [HI]0 [H2]eq [I2]eq [HI]eq

0.50 0.50 0.0 0.11 0.11 0.78

0.0 0.0 0.50 0.055 0.055 0.39

0.50 0.50 0.50 0.165 0.165 1.17

1.0 0.5 0.0 0.53 0.033 0.934


A T constante la razón de [C]equilibrio será constante

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Cálculo de Concentraciones de Equilibrio

• Usando estequiometría

[R]0 de todos los reactivos

[C]eq de una de las especies

[C]



• Para:

+ 4x- x- 2x


Ejemplo de cálculo de [C’s]equilibrio (dado [C]eq = 0.50 M):

2 4ac ac acA B C

0 0 00 1.0 1.0 0t A M B M C M

00 02 4

eq eq eqt eq A A x B B x C C x

0.50 0.50 0.504 4 4

1.0 2 1.0 0.50 4

1.0 2 0.75 1.0 0.88

eq eq eq

eq eq

t eq A x B x C x

x A B

0

Molaridad inicial

Cambio en concentración

Molaridad en equilibrio

2A x B x 4C x t t

2

1

0.75 0.88

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0.50 0.50 0.504 4 4

1.0 2 1.0 0.50 4

1.0 2 0.75 1.0 0.88

eq eq eq

eq eq

t eq A x B x C x

x A B

+0.50-¼(0.50) -½(0.50)

0.75 0.88


Ejemplo de cálculo de [C’s]equilibrio (dado [C]eq = 0.50 M):

0.50 14 22 2 0.50A x 1

4 0.50B x 4 0.50C x



Molaridad inicial

2 4ac ac acA B C


Ejemplo 14.6: Calcule Kc para: 2 CH4(g) ⇋C2H2(g) + 3 H2(g) a 1700 °C dado [CH4]0 = 0.115 M y [C2H2] eq = 0.035 M


4 2 2 2

4 4 2 2 2 2 2 20 0 0

2 3

2 3eq eq eq

CH g C H g H g

CH CH x C H C H x H H x

4 2 2 2

4 2 2 2

4 2 2 2

0.115 2 0.035 3

0.115 2 0.035 0.035 3 0.035

0.045 0.035 0.105

eq eq eq

eq eq eq

eq eq eq

CH x C H x H x

CH C H H

CH M C H H

0 M0 M

Molaridad inicial



[CH4]

0.115

[C2H2] [H2]

0.00 0.00

0.035

− 2x + x + 3x

0.045 0.105

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Práctica–Experimento #1: Para la reacción:2 NO2(g)⇋N2O4(g) a 100 °C.[NO2(g)]0 = 0.020M; [NO2(g) ]eq=0.0172M.Determine Kp y Kc


2 4 0

0.020 0.0172 0.020 01722 42 2

2

0.0172 0.02 2 0

0.0014 0.0014

0.0172

eq

eq

eq

x N O x

x N O

NO

2 2 42NO g N O g

2 2 2 4 2 40 02

eq eqNO NO x N O N O x


Experimento #2: a 100 °C: [N2O4(g)]0= 0.020M; [N2O4(g)]eq = 0.0045M, por lo tanto la reacción inversa: N2O4(g) ⇋ 2 NO2(g) Determine Kp y Kc. Compare con el primer experimento.


20

2

0.0045 0.02 0 2

0.02 0.0045 0.0155

2 2 0.0155 0.0310

eq eq

eq

x NO x

x x

NO x

2

2 22

2 4

0.03100.214

0.0045eq

C

eq

NOK

N O

2 4 2 4 2 20 02

eq eqN O N O x NO NO x

1 2

1 1

1

2

1 2

0.00454.7

0.0310C C

P C

K K

K K RT

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Ejemplo 14.8: Si [COF2]eq = 0.255 M y [CF4]eq = 0.118 M, y Kc = 2.00 a 1000 °C, determine [CO2]eq para la reacción:

2 COF2 º CO2 + CF4.

33

Solución:

2 COF2º CO2 + CF4 [COF2]eq = 0.255 M, [CF4]eq = 0.118 M

[CO2]eq = ?

Le dan la reacción, Kc y [X]eq de todos los reactivos excepto uno



Práctica – Una muestra de PCl5(g) se coloca en un envase de 0.500 L y secalienta a 160 °C. El PCl5 se descompone a PCl3(g) y Cl2(g). En equilibrio seforman, 0.203 moles de PCl3 y Cl2. Determine la [PCl5]eq si Kc = 0.0635

PCl5 º PCl3 + Cl2

34

0.203 mol

0.500 L

0.203 mol

0.500 L


ConcentraciónEquilibrio, M

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Coeficiente de Reacción, Q

• Q determina la dirección de la reacción en presenciade P’s y R’s comparando el valor de Q con el de K

Para la fase gaseosa el coeficiente de reacción es:


aA + bB º cC + dD


Coeficiente de Reacción, Q

• Q determina la dirección de la reacción en presenciade P’s y R’s comparando el valor de Q con el de K

Para la fase gaseosa el coeficiente de reacción es:


aA + bB º cC + dD

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Q, K, y la dirección de la reacción


→∞

Reacción va hacia Reactivos

Reacción va hacia ProductosReacción está en equilibrio

Productos

Concentración (M)Reactivos

[P] =

Q = ∞

= [R] Q = 0


Práctica – Para CH4(g) + 2 H2S(g) ⇋ CS2(g) + 4 H2(g) Kc = 3.59 a 900 °C. Para cada una de las concentraciones determine si la reacción está en equilibrio. Si no está en equilibrio, ¿en qué direcciónalcanzará equilibrio?


Directa, hacia los productos

Reversa, hacia los reactivos

Equilibrio

Si Q = K, equilibrio; Si Q < K, directa; Si Q > K, reversa

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20


Determinar las [C]eq’s dado K, [C]0 o P0Paso 1:decidir la dirección de la reacción comparar Q con K

Paso 2:definir el cambio en términos de x use los coeficientes de la ecuación química para la x El x es (+) para aparición El x es () para desaparición

Paso 3:resuelva para x Para ecuaciones de 2do orden, (elevadas a la 2) saque la raiz

cuadrada a ambos lados o utilice la cuadrática Se puede simplificar para K bien grandes o bien pequeñas



Ejemplo 14.11: Para I2(g) + Cl2(g) ⇋ 2 ICl(g) a 25°C, Kp = 81.9. Si las P0 son todas 0.100 atm, determine [C]eq

40

Qp(1) < Kp(81.9), la reacción procede hacia productos


2 2

2 2 2 20 0 0

2 2 2 2

2 2

0 0 0

2

0 0 0

2 81.9

0 0.1 0.1 0.1

2

eq eq eq

P

I Cl ICl

t eq I I x Cl Cl x ICl ICl x

eq eq eqI I Cl Cl ICl ICl

I g Cl g ICl g K

t P atm P atm P atm

P P x P P x P P x

2 2 2 2

2 2 20

0 02 2

2 2

2

281.9

0.1 2 0.1 281.9

0.1 1.0 0.1

eqICl ICl eq

P Ceq eqI Cl I Cl eq eq

IClP P xK K

P P I ClP x P x

x x

x x x

Solución

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Solución Ejemplo 14.11: Para I2(g) + Cl2(g) ⇋ 2 ICl(g) a 25°C, Kp = 81.9. Si las P0 son todas 0.100 atm, determine [C]eq


2

2

0.1 2 0.1 281.9

0.10.1

81.9 0.1 0.1 2

81.9 0.1 81.9 0.1 2

81.9 0.1 0.1 2 81.9

0.805 11.05

0.0729

x x

xx

x x

x x

x x

x

x

Copyright 2011 Pearson Education, Inc.42

0.0729 x

2

. 0.100 0.100 0.0729 0.027 atmeqIP x

2

. 0.100 0.100 0.0729 0.027 atmeqClP x

. 0.100 2 0.100 2 0.0729 0.246 atmeqIClP x


Solución Ejemplo 14.11: Para I2(g) + Cl2(g) ⇋ 2 ICl(g) a 25°C, Kp = 81.9. Si las P0 son todas 0.100 atm, determine [C]eq

Corroboración

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Práctica con cuadrática – Para I2(g) ⇋ 2 I(g), Kc = 3.76 x 10−5 a 1000 K. Si 1.00 mol de I2 se coloca en un envase de 2.00 L y se calienta, determine [I2]eq y [I] eq (Ayuda: necesita la cuadrática para resolver por x)

como [I]0 = 0, Q = 0 la reacción procede hacia productos

2

2 2 0

12 2.00

2

2

0.50

eq eq

molLeq

I g I g

I I x I x

I x x

Solución


Solución Práctica – Para I2(g) ⇋ 2 I(g), Kc = 3.76 x 10−5 a 1000 K. Si 1.00 mol de I2 se coloca en un envase de 2.00 L y se calienta, determine

[I2]eq y [I] eq (Ayuda: necesita la cuadrática para resolver por x)

Nota: solo una raíz será razonable

0.500 0.00216 = 0.498[I2]eq. = 0.498 M

2(0.00216) = 0.00432[I] eq. = 0.00432 M

Corroboración

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Aproximación que simplifica el cálculo• K bien pequeña [R] >>>> [P]

• [R]0 grande [R]eq = ([R]0 ax) [R]0Asumiendo que la reacción va en dirección directa

(hacia productos)


Cotejo de la aproximación• Comparar el valor aproximado de x con la [R]0• La aproximación es válida si:

0100 5%aproxx

xR


[I]0 = 0, Q = 0 por lo tanto la rx procede hacia P


Práctica – Para I2(g) ⇋ 2 I(g) el valor de Kc = 3.76 x 10−5 a 1000 K. Si 1.00 mol de I2 se colocan en un evase de 2.00 L y se calienta, determine [I2]eq y [I] eq

(utilice la aproximación para resolver por x)

2

2 2 0

12 2.00

2

2

0.50

eq eq

molLeq

I g I g

I I x I x

I x x

La aproximación es válida

2 2

2 2 0

2C

I xK

I I x

5

5

25

3.76 10 0.5

4

1.88 10 34

43.76 10

0.5

2.17 10

x

x

xx

x

x x

2 2 0

2 0

44

CK IxC I

K x

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x = 0.00217 0.500 0.00217 = 0.498[I2] eq. = 0.498 M

2(0.00217) = 0.00434[I]eq. = 0.00434 M


Continuación de Práctica – Para I2(g) ⇋ 2 I(g) el valor de Kc = 3.76 x 10−5 a 1000 K. Si 1.00 mol de I2 se colocan en un evase de 2.00 L y se calienta, determine [I2]eq y [I] eq

(utilice la aproximación para resolver por x)

Corroboración


Para A2(g) ⇋ 2 A(g), Kc = 3.76 x 10−6 a 1000 K. Si 1.00 x 10−4 moles de A2 se coloca en un envase de 2.00 L, determine [A2]eq y [A] eq

2 2 0

4

2

2

1 102 2.00

52

2

0.50 10

eq eqA A x A x

x molLeq

eq

A g A g

A x

A x x

Solución

2 2

2 2 0

2C

A xK

A A x

2

6

5

23.76 10

5 10

xx

x

6 5

6 5 2

3.76 10 5 10 64

3.76 10 5 10 4

6.86 10x x

x x x

x x

6

52 0

6.86 105 10

100 100 14%x xA x

x x

La aproximación NO es válida

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25


Para A2(g) ⇋ 2 A(g), Kc = 3.76 x 10−6 a 1000 K. Si 1.00 x 10-4 moles de A2 se coloca en un envase de 2.00 L, determine [A2]eq y [A] eq

Solución

2 2

2 2 0

2

6

5

2

23.76 10

5 10

C

A xK

A A x

xx

x x

6 5 2

10 6 2

2 6 10

3.76 10 5 10 4

1.88 10 3.76 10 4

0 4 3.76 10 1.88 10

x x x x

x x x x

x x x x

2 2 0

4

2

2

1 102 2.00

52

2

0.50 10

eq eqA A x A x

x molLeq

eq

A g A g

A x

A x x

26 6 103.76 10 3.76 10 4 4 1.88 10

2 4

66.40 10

x x xx

x x

Corroboración

2

2

63.76 10AC A

K x


Ejemplo14.13: Para 2 H2S(g) ⇋ 2 H2(g) + S2(g) a 800 °C, Kc = 1.67 x 10−7. Si un envase de 0.500 L que inicialmente contiene 1.25 x 10−4 moles H2S se

calienta a 800 °C, cacule [C]eq.

50

[P]0 = 0, Qc = 0, reacción procede hacia productos


2 2 2 2 2 20 0 0

41.25 102 2 20.500

2 2 2

2 2

2 0 2 0

2

2 22

2

2 2

eq eq eq

xeq eq eq

H S H S x H H x S S x

H S x H x H x

C

H S g H g S g

H SK

H S

3

2

2 2

2 2

2 0

4

2.5 2

0 2 0 2

2.5 22

xC x

x x x x

xH S x

K

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26


Solución Ejemplo14.13: 2 H2S(g) ⇋ 2 H2(g) + S2(g) a 800 °C Kc = 1.67 x 10−7. Si un envase de 0.500 L que inicialmente contiene 1.25 x 10−4 moles H2S se

calienta a 800 °C, cacule [C]eq.


2

3

24 4

27 4

2.5 10 2 2.5 10 21.67 10 x x x

x x x xx

2

7 8

7 8 3

1.67 10 6.25 1034

5

1.67 10 6.25 10 4

1.38 10

x x

x x x

x

x x

27 4 31.67 10 2.5 10 4x x x

La aproximación NO es válida

x = 1.38 x 10-5

[H2S]0 = 2.50 x 10-4 M

Corroboración del resultadoy aproximación


Continuación de Solución Ejemplo14.13: Para 2 H2S(g) ⇋ 2 H2(g) + S2(g) a 800 °C, Kc = 1.67 x 10−7. Si un envase de 0.500 L que inicialmente contiene

1.25 x 10−4 moles H2S se calienta a 800 °C, cacule [C]eq.


27 4

27 4 3

1.67 10 2.22 103

4

52

1.67 10 2.22 10 4

1.27 10

x x

x x x

x

x x

Método de Iteración ya que es cúbica

2

24

3

24 5

27

2.5 10 2

7 4

2.5 10 2 1.38 10

1.67 10

1.67 10

x x

x x

x

x x

x

x

“Iteración” #2

2

24

3

24 5

27 4

27

2.5 10 2

7 4

2.5 10 2 1.27 10

27 4 3

1.67 10 2.25 103

4

53

1.67 10

1.67 10

1.67 10 2.25 10 4

1.28 10

x x

x x

x

x x

x x

x

x

x x x

x

x x

como x3 = x2, aproximación por

iteración se detiene.

x1 = 1.38 x 10-5

“Iteración” #1

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27

Copyright 2011 Pearson Education, Inc.53

4 4 5 42 .

H S 2.50 10 2 2.50 10 2 1.28 10 2.24 10 Meq

x

5 52 .

H 2 2 1.28 10 2.56 10 Meq

x

52 .

S 1.28 10 Meq

x


Continuación de Solución Ejemplo14.13: Para 2 H2S(g) ⇋ 2 H2(g) + S2(g) a 800 °C, Kc = 1.67 x 10−7. Si un envase de 0.500 L que inicialmente contiene

1.25 x 10−4 moles H2S se calienta a 800 °C, cacule [C]eq.

Kc(calculada) = Kc(dada) dentro de las cifras significativas

Corroboración

Con la solución x3 = 1.28 x 10−5 se determinan las [C] de equilibrio


Práctica – Para N2O4(g) ⇋ 2 NO2(g) la Kc = 1.07 x 10−5 . Si [N2O4] es 0.0125 M, determine [N2O4]eq y [NO2] eq.

Como [NO2]0 = 0, Q = 0 va en dirección a productos (directa)


2 4 2 4 2 20 0

2 4 2

2

2

eq eqN O N O x NO NO x

N O NO

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Sin aproximación Con aproximación

la aproximación es válida

55

x = 1.82 x 10−4


Continuación de Práctica – Para N2O4(g) ⇋ 2 NO2(g) la Kc = 1.07 x 10−5 . Si [N2O4] es 0.0125 M, determine [N2O4]eq y [NO2] eq.

[N2O4]eq.= 0.0125 1.83 x 10−4

[N2O4]eq. = 0.0123 M[NO2] eq.=2(1.83 x 10−4)[NO2] eq. = 3.66 x 10−4 M


PRINCIPIO DE LE CHÂTELIER


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Efectos para afectar y re-establecerEquilibro

• Concentraciones en equilibrio se afectan porcambios en:TemperaturaPresiónConcentración

• Se re-establece el equilibrio con nuevasconcentraciones y la constante (valor) prevaleceA menos que cambie la temperatura



Principio de Le Châtelier’

•Si un sistema abierto en equilibrio seperturba, éste minimiza el disturbiocambiando el estado de equilibrio.


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30


Perturbación del Equilibrio:Añadir o remover reactivos

• El equilibrio se desplaza en contra del efecto queproduce Añadir especies químicas activas en la reacciónRemover especies químicas activas en la reacción

Recuerde que no afectan el equilibrio especies que no cambian su concentración:

o Sólidoso Líquidos



El efecto sobre el equilibrio al remover o añadiruna especie (C)

Cuando se añade NO2, parte se combina para formar más N2O4


AñadirNO2 Equilibrio

se perturba

Forma +

N2O4

Añadir NO2 Sistema se desplaza a la izquierda

Adición de NO2

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El Efecto de C sobre el equilibrio

Cuando se añade NO2, parte se combina para formar más N2O4


AñadirNO2

Equilibriose perturba

Forma +

N2O4

Añadir NO2 Sistema se desplaza a la izquierda

Adición de NO2


El Efecto de C sobre el Equilibrio

Cuando se añade N2O4, parte se descompone para hacer más NO2


EquilibrioOriginal

Q=K

EquilibrioRe-establecido

Q=K

EquilibrioPerturbado

Adición de N2O4

Q ≠ K

Tiempo

Con

cent

raci

ón

2 4 22N O NOAdición de N2O4

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El Efecto de V en equilibrio de gases

63

Debido a que hay más moléculas de gas en el lado de los reactivos,

cuando se aumenta la P el equilibriose desplaza hacia el lado con menos

moléculas para dismimuir presión

Cuando la P disminuye debido a aumentoen volumen, la posición de equilibrio se desplaza hacia un número mayor de

moléculas – hacia los reactivos


4 moles de gas 2 moles de gas

Aumentoen presión Disminución

en presión

Ley de BoyleLey de Dalton de Presiones Parciales

i i f fPV P V

1T i

i

P P


El Efecto de T sobre el Equilibrio

• Reacción exotérmica libera calor Reactivos ⇋ Productos + calor

• Reacción endotérmica absorbe calor Reactivos + calor ⇋ Productos


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El Efecto de T sobre el Equilibrio


N2O4(g) + calor ⇋ 2NO2(g)incolor marrón

T baja favoreceN2O4(g)

T alta favoreceNO2(g)


Efecto de Agentes Catalíticos sobre Equilibrio

• No tienen efecto alguno sobre equilibrio


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Práctica – Principio de Le Châtelier• La reacción de 2 SO2(g) + O2(g) ⇋ 2 SO3(g) con H° = −198 kJ en equilibrio . ¿Cómo cada uno de los cambios a continuación afectan las presiones(concentraciones) hacia el nuevo equilibrio?Añadir O2 al envasecondensar y remover SO3

comprimir los gasesEnfriar el envaseDuplicar volumen del envaseCalentar la mezclaAñadir He como gas inerteAñadir agente catalítico



Práctica – Principio de Le Châtelier


SO3

SO3

SO3

SO3

SO2

SO2

ningunoninguno

• 2 SO2(g) + O2(g) ⇋ 2 SO3(g) + calor

Añadir O2 al envasecondensar y remover SO3

comprimir los gasesEnfriar el envaseDuplicar volumen del envaseCalentar la mezclaAñadir He como gas inerteAñadir agente catalítico

14 equilibrio 2 web_general/14_equilibrio...6.25 10 #2 #4: 2 ac k x ac ac ak x rx inversa rx z b 1 2...

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