didÁctica de equilibrio

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DIDÁCTICA DE equilibrio Autor: IQ Luís Fernando Montoya Valencia Profesor titular Centro de Ciencia Básica Escuela de Ingenierías Universidad Pontificia Bolivariana

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DIDÁCTICA DE equilibrio. Autor: IQ Luís Fernando Montoya Valencia Profesor titular Centro de Ciencia Básica Escuela de Ingenierías Universidad Pontificia Bolivariana. 1. Autor: IQ Luis Fernando Montoya Valencia. - PowerPoint PPT Presentation

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Page 1: DIDÁCTICA DE  equilibrio

DIDÁCTICA DE equilibrio

Autor:IQ Luís Fernando Montoya Valencia

Profesor titularCentro de Ciencia BásicaEscuela de Ingenierías

Universidad Pontificia Bolivariana

Page 2: DIDÁCTICA DE  equilibrio

Autor: IQ Luis Fernando Montoya Valencia1

Existen una reacciones en las cuales a medida que se obtienen los productos, según la reacción directa:

Reactivos productosdirecta

Ellos reaccionan para generar de nuevo los reactivos, según la reacción inversa:

Reactivos productosinversa

(-) (+)

(+) (-)

Como ambas reacciones ocurren simultáneamente, entonces

R e a c t i v o s p r o d u c t o s(-) (+)ó ó(+) (-)ó no varía ó no varía

Se lee: produce en equilibrio químico

No se lee: está en equilibrio químico{La “dobleFlecha”

Page 3: DIDÁCTICA DE  equilibrio

Autor: IQ Luis Fernando Montoya Valencia2

Definición de “ley de acción de las masas” (LAM)Para la reacción general balanceada:

r1R1 + r2R2 + …rmRm b1B1 + b2B2 + …bkBk

m

j

rjRj1

k

j

bjBj1

LAM =(B1)b1(B2)b2 …(Bk)bK

(R1)r1(R2)r2 …(Rm)rm

Cada producto Bj y cada reactivo Rj estequiométricamente se pueden medir en: Moles: nBj y nRj

Concentración molar [Bj] [Rj]yPresión parcial: PBj y PRj

Dependiendo de la unidad de medida surgen: LAMn, LAMc y LAMp

Resumida como

Page 4: DIDÁCTICA DE  equilibrio

LAMn =(nB1)b1(nB2)b2 …(nBk)bK

(nR1)r1(nR2)r2 …(nRm)rm

Autor: IQ Luis Fernando Montoya Valencia3

LAMc =[B1]b1[B2]b2 …[Bk]bK

[R1]r1[R2]r2 …[Rm]rm

LAMp =(PB1)b1(PB2)b2 …(PBk)bK

(PR1)r1(PR2)r2 …(PRm)rm

Para análisis aritmético tenemos:

LAMcc =productosreactivos

Condición de equilibrio

Un sistema está en equilibrio cuando la velocidad de reacción directa es igual a la velocidad de reacción inversa, en este caso

se cumple que:

Las cantidades de los reactivos y de los productos no varían

Page 5: DIDÁCTICA DE  equilibrio

Autor: IQ Luis Fernando Montoya Valencia4

Como en el equilibrio, las cantidades de reactivos y productosno varían

El valor de LAMc en el equilibrio es una constante y se identifica como Kc

(Kc es el valor de LAMc en el equilibrio)

Existen tablas con valores de Kc para diferentes reacciones, en función de la temperatura

De igual manera, si la reacción es en fase gaseosa, el valor de LAMp en el equilibrio es una constante y se identifica como Kp

(Kp es el valor de LAMp en el equilibrio)

Existen tablas con valores de Kp para diferentes reacciones, en función de la temperatura

Page 6: DIDÁCTICA DE  equilibrio

Autor: IQ Luis Fernando Montoya Valencia5

Si la reacción es en fase gaseosa, las constantes Kc y Kp se pueden relacionar, ya que

PRj Vt = RTnRj (ley de Dalton)

Como [Rj] =nRj

Vt

Entonces: PRj = RT [Rj] De igual manera: PBj = RT [Bj]

Kp =(RT [B1])b1(RT [B2])b2 …(RT [Bk])bK

(RT [R1])r1(RT [R2])r2 …(RT [Rm])rm

(RT)b1(RT)b2 …(RT)bK

(RT)r1 (RT)r2 …(RT)rm

[B1]b1[B2]b2 …[Bk]bK

[R1]r1[R2]r2 …[Rm]rm

Separando variables

Kp =

Kp =(RT)Σbj

(RT)Σbj

[B1]b1[B2]b2 …[Bk]bK

[R1]r1[R2]r2 …[Rm]rm

Sea: Δn = Σbj -Σrj

Kp = (RT)Δn xKc

Page 7: DIDÁCTICA DE  equilibrio

Autor: IQ Luis Fernando Montoya Valencia6

Si la reacción es en fase gaseosa, LAMc y LAMn se pueden relacionar, ya que

LAMc =[B1]b1[B2]b2 … [Bk]bK

[R1]r1[R2]r2 … [Rm]rm

Como [Rj] =nRj

Vt y [Bj] =

nBj

Vt

nBj[ Vt ]b1 nB2[ Vt ]b2nBk[ Vt ]bk

…nR1[ Vt ]r1

nR2[ Vt ]r2 …nRm[ Vt ]rm

LAMc =

(nBj)b1 (nB2)b2 … (nBk)bk

(Vt)Σbj

(nRj)r1 (nR2)r2 (nRm)bm

(Vt)Σrj

LAMc =

LAMc =(Vt)Σrj

(Vt)Σbj

xLAMn

Ley de la “oreja”…

Page 8: DIDÁCTICA DE  equilibrio

Autor: IQ Luis Fernando Montoya Valencia7

En un momento dado, el valor de LAMc puede ser:

> Kc en este caso, el sistema no está en equilibrio para lograr la condición de equilibrio el valor de LAMc tiene que disminuirocurre un gasto estequiométrico (ge) Según la reacciónInversa para que los productos disminuyan y los reactivos aumenten. Hacemos un balance de masas (BM)

= Kc en este caso, el sistema está en equilibrio,Sólo un agente externo puede modificar dicho equilibrio,

(principio de Le Chatelier)

< Kc en este caso, el sistema no está en equilibrio para lograr la condición de equilibrio el valor de LAMc tiene que aumentar

ocurre un gasto estequiométrico (ge) Según la reacción

directa para que los productos aumenten y los reactivos disminuyan. Hacemos un balance de masas (BM)

LAMc

Page 9: DIDÁCTICA DE  equilibrio

Autor: IQ Luis Fernando Montoya Valencia8Balance de masas (BM)Es un procedimiento matricial en el cual las columnas están determinadas por la reacción balanceadaPosee tres filas:Fila 1 En esta fila consignamos la información inicial

Con esta información se cumple que LAM > k ó LAM < k

Fila 2 En esta fila consignamos el “gasto estequiométrico” (ge)

Según la reacción inversa Para que LAM disminuya

Según la reacción directa Para que LAM aumente{Este ge es en función de una variable (X) afectada por el coeficiente estequiométrico

Fila 3 En esta fila nos queda la información en equilibrioCon esta información se cumple que LAM = k

El BM lo podemos, según el enunciado hacer en:

moles (n), en concentración molar ([ ]) o en presión parcial (Pj)

Page 10: DIDÁCTICA DE  equilibrio

Autor: IQ Luis Fernando Montoya Valencia9

Algoritmo para solucionar situaciones que involucren equilibrio químico

BM?si Cuando no está en equilibrio

LAM > k ó LAM < k

Para queLAM disminuya

óLAM aumente

Llega al equilibrioLAM = K

no

Esta en equilibrioLAM = K

Nos preguntamos si tenemos que hacer balance de masas

Sigue: (Baldor) sistema de # de incógnitas y

# de ecuaciones

Para cada ecuación adicional que se requiera,leemos una afirmación en el enunciado

Page 11: DIDÁCTICA DE  equilibrio

Autor: IQ Luis Fernando Montoya Valencia10

Principio de Le ChatelierCuando un sistema está en equilibrio (LAM = K)

un agente externo puede modificar dicha condición de equilibrio

El agente externo puede alterar el valor de LAM LAM > k ó LAM < k

El sistema reacciona para

Según el algoritmo, hacemos un balance de masas para que:

LAM disminuya

ó para que

ocurre un “gasto estequiométrico” Según la reacción inversa

LAM aumente ocurre un “gasto estequiométrico” Según la reacción directa

recuperar el equilibrio perdido

Si el agente externo modifica la temperatura, se altera es el valor de K

Page 12: DIDÁCTICA DE  equilibrio

Autor: IQ Luis Fernando Montoya Valencia11Ilustración 1.A cierta temperatura Kc = 49 para la reacción:

1H2(g) + 1I2(g)2HI(g)

A esta temperatura se introducen: 4mol de H2(g) y 4 mol de I2(g). en un recipiente de 2 litros

• Calcular las concentraciones en el equilibrio de H2(g) , de I2(g)y de HI(g)

Solución: según el algoritmo, para saber si hay que hacer el balance de masas, primero hay que calcular el valor de LAMc para compararlo con el valor de Kc (49)

LAMc =[HI]2

[H2]1 [I2]1

[HI] =

[ I2 ] =

02

[ H2] =4242

pero LAMc =[0]2

[2]1 [2]1LAMc = 0

Como 0 < 49 LAM < k hay que realizar el BM para que LAM aumente

según la reacción directa Los productos aumentanLos reactivos disminuyen

También se puede concluir que: como inicialmente no hay HI, él se tiene que producir para llegar al equilibrio ocurre un gasto estequiométrico según la reacción directa

Page 13: DIDÁCTICA DE  equilibrio

Autor: IQ Luis Fernando Montoya Valencia12

Columnas, dadas por la reacción balanceada

1I2(g)2HI(g)

Ge

[ ]o

1H2(g)+

022

2 - X

-1X +2X-1X

2X2 - X

Con esta información LAMc < kc

Con esta información LAMc = kc

= 49[2X]2

[2 - X]1 [2 - X]1 Según “Baldor”, tenemos una ecuación (cuadrática) con una

incógnita que se puede solucionar con la ecuación cuadrática

Pero si sacamos En ambos lados, dicha ecuación se simplifica, así:

= 7[2X]

[2 - X] X = 1.56

Si sustituimos X = 1.56

[ ]eq

En la fila 3 del BM encontramos las concentraciones pedidas

I2(g)HI(g)H2(g)

= 0.44 = 3.12= 0.44

Σbj = 2 Σrj = 1 + 1 = 2Nota: para esta reacción

Page 14: DIDÁCTICA DE  equilibrio

Autor: IQ Luis Fernando Montoya Valencia13

Kp =(PHI)2

(PH2)1 (PI2)1

•Deducir para esta reacción la relación entre Kp y Kc

como Pa = RT [a] entonces

Kp =(RT[HI])2

(RT[H2])1 (RT[I2])1Kp =

(RT)2

(RT)1 (RT)1

[HI]2

[H2]1 [I2]1XSeparando variables

(RT) se “cancela” totalmente porque Σbj = Σrj Δn = 0 ya que

Nos queda: Kp =[HI]2

[H2]1 [I2]1Esto es Kc Kp = Kc

La relación pedida es:KpKc

= 1

(nos piden expresar Kp / Kc)

• Para esta reacción, ¿como afecta a LAMc una variación del volumen?

Teníamos que: LAMc =(V)Σrj

(V)Σbj

xLAMn(V) se “cancela” totalmente porque

Σbj = Σrjya que

Como el volumen se “cancela”, una variación del volumen no afecta al valor de LAMc

2 = 2

Page 15: DIDÁCTICA DE  equilibrio

Autor: IQ Luis Fernando Montoya Valencia14

•Calcular el porcentaje de H2(g) que reacciona

queremos calcular el porcentaje de H2(g) que reacciona o se consume o se gasta

, en el BM tenemos:

Esto es el “todo”

Esto es la “parte” gastada o que reaccionaEsto es la “otra parte” que queda en equilibrio

H2(g)

Ge

[ ]o

2 - X

-1X

[ ]eq

X = 1.56

= 0.44

% gastado =

1.56

X2

x100

% gastado =2

x100

% gastado = 78%

2

Como un % =“parte” “todo”

x100

Page 16: DIDÁCTICA DE  equilibrio

Autor: IQ Luis Fernando Montoya Valencia16

Principio de Le ChatelierQue le ocurre a LAMc y que ocurrirá si la presión total en el equilibrio se duplica:

1. adicionando de H2(g)

Como LAMc =[HI]2

[H2]1 [I2]1

y adicionamos un reactivo, que está en el denominador El valor de LAMc disminuye LAMc < kc Se altera el equilibrio

El sistema reacciona para restablecer el equilibrio perdido

hay que realizar el BM para que LAM aumente según la reacción directa

Los productos aumentanLos reactivos disminuyen

En el nuevo equilibrio se favorecen los productos

Este resultado nos aclara lo que hay en algunos textos: “si a un sistema en equilibrio se le adiciona un reactivo, se favorecen los productos”

Page 17: DIDÁCTICA DE  equilibrio

Autor: IQ Luis Fernando Montoya Valencia15

Principio de Le ChatelierQue le ocurre a LAMc y que ocurrirá si la presión total en el equilibrio se duplica:

2. adicionando de HI

Como LAMc =[HI]2

[H2]1 [I2]1

y adicionamos un producto, que está en el numerador El valor de LAMc aumenta LAMc > kc Se altera el equilibrio

El sistema reacciona para restablecer el equilibrio perdido

hay que realizar el BM para que LAM disminuya según la reacción inversa

Los productos disminuyenLos reactivos aumentan

En el nuevo equilibrio se favorecen los reactivos

Este resultado nos aclara lo que hay en algunos textos: “si a un sistema en equilibrio se le adiciona un producto, se favorecen los reactivos”

Page 18: DIDÁCTICA DE  equilibrio

Autor: IQ Luis Fernando Montoya Valencia17

Principio de Le ChatelierQue le ocurre a LAMc y que ocurrirá si la presión total en el equilibrio se disminiye:

Como LAMc =[HI]2

[H2]1 [I2]1

y extraemos un reactivo, que está en el denominador

El valor de LAMc aumenta LAMc > kc Se altera el equilibrio

El sistema reacciona para restablecer el equilibrio perdido

hay que realizar el BM para que LAM disminuya según la reacción inversa

Los productos disminuyenLos reactivos aumentan

En el nuevo equilibrio se favorecen los reactivos

3. extrayendo H2(g)

Este resultado nos aclara lo que hay en algunos textos: “si a un sistema en equilibrio se le extrae un reactivo, se favorecen los reactivos”

Page 19: DIDÁCTICA DE  equilibrio

Autor: IQ Luis Fernando Montoya Valencia18

Principio de Le ChatelierQue le ocurre a LAMc y que ocurrirá si la presión total en el equilibrio se

duplica:

4. adicionando de He(g)

Como LAMc =[HI]2

[H2]1 [I2]1

y adicionamos He, que no está en el numerador ni en el denominador, no es reactivo ni producto

El valor de LAMc No varía

Se sigue cumpliendo que LAMc = kc No se altera el equilibrio

no hay que realizar el BM

Page 20: DIDÁCTICA DE  equilibrio

Autor: IQ Luís Fernando Montoya Valencia19

Principio de Le ChatelierQue le ocurre a LAMc y que ocurrirá si la presión total en el equilibrio se duplica:

5. Variando el volumen

Teníamos que: LAMc =(V)Σrj

(V)Σbj

xLAMn(V) se “cancela” totalmente porque

Σbj = Σrj

Como el volumen se “cancela” totalmente, una variación del volumen no afecta al valor de LAMc

El valor de LAMc No varía Se sigue cumpliendo que LAMc = kc

No se altera el equilibrio no hay que realizar el BM

Este resultado contradice lo que hay en algunos textos: “si a un sistema gaseoso en equilibrio se le aumenta la presión, se favorece el lado que tenga menor número de moles ”

En la redacción anterior hay un error, no es el lado que tenga menor número de moles sino donde la suma de coeficientes estequiométricos sea menor

No podemos confundir una variable intensiva (coeficiente estequiométrico) con una variable extensiva (moles)

Page 21: DIDÁCTICA DE  equilibrio

Autor: IQ Luis Fernando Montoya Valencia20Ilustración 2.A 1000ºK, Kp = 4 para la reacción:

2SO2(g) + 1O2(g) 2SO3(g)

A 1000ºK un recipiente de 10 L contiene SO2(g), O2(g) y SO3(g) en equilibrio

La presión total en el recipiente es 5.5 atm. y hay 3.91 gr. de O2(g)

• Calcular la presión en el equilibrio del SO2(g).

Solución:Según el algoritmo, no hay que hacer el BM porque el enunciado nos afirma:

“contiene en equilibrio” LAM = k

[PSO3]2 = 4

[PSO2]2 [PO2]1

Según Baldor, tenemos una ecuación con tres incógnitas Leemos en el enunciado “dos afirmaciones” para las Ecuaciones y

El enunciado nos afirma: “la presión total vale 5.5 atm”

Por ley de Dalton en mezcla de gases : 5.5 atm = PSO3 + PSO2 + PSO3

Σbj = 2 Σrj = 2 + 1 = 3Nota: para esta reacción Δn = -1

Page 22: DIDÁCTICA DE  equilibrio

Sigue el enunciado: “hay 3.91 gr. de O2(g)”

Autor: IQ Luis Fernando Montoya Valencia21

Con esta información para el O2(g) podemos calcular para él su presión, así:

Vt = RT (ley de Dalton)

PO2

nO2

Con nO2WO2

MwO2

= nO23.91

= 32

= 0.122 mol

= 0.082 atm LMol ºK

X1000ºK x 0.122 mol10 L nO2 = 1 atm.

en ambos lados, dicha ecuación se simplifica, así:

PSO3 =2PO2

Al sustituir en

4.5 atm = PSO3 + PSO2

Nos queda un sistema de dos ecuaciones con dos incógnitas

Al sustituir en 4.5 atm. =2PSO2 + PSO2 PSO2 = 1.5 atm.

Al sustituir en y sacamos

Page 23: DIDÁCTICA DE  equilibrio

Autor: IQ Luis Fernando Montoya Valencia22

Kp =

•Deducir para esta reacción la relación entre Kp y Kc

como Pa = RT [a] entonces

Kp =

Kp =(RT)2

XSeparando variables

(RT) se “cancela” parcialmente porque 2 < 3 ya que

Nos queda:

(nos piden expresar Kp / Kc)

[PSO3]2

[PSO2]2 [PO2]1

(RT [O2])1

(RT [SO3])2

(RT [SO2])2

(RT)2(RT)1 [O2]1[SO3]2

[SO2]2

Esto es Kc

Kp =Kc

(RT)1

La relación pedida es:KpKc

= (RT)-1

Σbj < Σrj

Page 24: DIDÁCTICA DE  equilibrio

Autor: IQ Luis Fernando Montoya Valencia23

• Para esta reacción, ¿como afecta a LAMc una variación del volumen?

Teníamos que: LAMc =(V)Σrj

(V)Σbj

xLAMn

El (V) se “cancela” parcialmente

Σrj = 3

Como el volumen no se “cancela”, una variación del volumen si afecta al valor de LAMc en una proporción directa

Σbj = 2

LAMc =(V)3

(V)2xLAMn

(V)1 XLAMn LAMc =

Page 25: DIDÁCTICA DE  equilibrio

Autor: IQ Luis Fernando Montoya Valencia24Principio de Le ChatelierQue le ocurre a LAMc y que ocurrirá si la presión total en el equilibrio se duplica:

Variando el volumen Tenemos para esta reacción que:

Si la presión total en el equilibrio se duplica, el volumen se reduce la mitad

Por ley de Boyle de los gases ideales el volumen y la presión son inversamente proporcionales

Como el volumen se reduce la mitad, El valor de LAMc disminuye

LAMc < kc Se altera el equilibrio

El sistema reacciona para restablecer el equilibrio perdido

hay que realizar el BM para que LAM aumente según la reacción directa

Los productos aumentanLos reactivos disminuyen

En el nuevo equilibrio se favorecen los productos (donde la suma de coeficientes es menor )

Este resultado nos aclara lo que hay en algunos textos: “si a un sistema gaseoso en equilibrio se le aumenta la presión, se favorece el lado que tenga menor número de moles ”

En la redacción anterior hay un error, no es el lado que tenga menor número de moles sino donde la suma de coeficientes estequiométricos sea menor

(V)1 XLAMnLAMc =

Page 26: DIDÁCTICA DE  equilibrio

Autor: IQ Luis Fernando Montoya Valencia25

Considere la siguiente reacción a 723ºC:

1N2(g) + 3H2(g)2NH3(g)

Se colocan un recipiente de 5L 2 moles de N2(g), y 4 moles H2(g)

Si en el equilibrio se encuentran 2 moles de NH3(g). Calcular Kc y Kp

Σbj = 1 + 3 = 4 Σrj = 2Nota: para esta reacción Δn = 2

Solución: según el algoritmo, como no hay NH3(g)

hay que realizar el BM para que

y LAM disminuyesegún la reacción inversaLos productos disminuyen

Los reactivos aumentan

Se tiene que producir para llegar al equilibrio

[ N2 ] =02 [ H2] =

45

25 [ NH3 ] = = 0.8= 0 = 0.4Las concentraciones iniciales son:

Ilustración 3.

Con estos valores LAMc = Lo que confirma el gasto estequiométrico

LAM disminuyasegún la reacción inversa Para que

LAMc > kc

Page 27: DIDÁCTICA DE  equilibrio

Columnas, dadas por la reacción balanceada

Ge

[ ]o 0.40

2 X

+2X -3X-1X

0.4 - X

Con esta información LAMc > kc

Con esta información LAMc = kc

= Kc[2X]2

[0.4 - X]1 [0.8 - 3X]3

[ ]eq

Autor: IQ Luis Fernando Montoya Valencia26

3H2(g)2NH3(g) 1N2(g)

0.8

0.8 - 3X

Según Baldor, tenemos una ecuación con dos incógnitas Leemos en el enunciado “una afirmación” para la Ecuación

El enunciado nos afirma:Si en el equilibrio se encuentran 2 moles de NH3(g).

En el BM vemos que 2 X Es la concentración en equilibrio de NH3(g)25 [ NH3 ]eq = = 0.4 2 X = 0.4 X = 0.2 Sustituyendo en

Kc = 0.01

Teníamos que: Kp = (RT)Δn xKc

entonces:

Como T = 723ºC (1000ºK) y Δn = 2

Kp = 67.24

+

Page 28: DIDÁCTICA DE  equilibrio

Autor: IQ Luis Fernando Montoya Valencia27

• Para esta reacción, ¿como afecta a LAMc una variación del volumen?

Teníamos que: LAMc =(V)Σrj

(V)Σbj

xLAMn

El (V) se “cancela” parcialmente

Σrj = 2

Como el volumen no se “cancela”, una variación del volumen si afecta al valor de LAMc en una proporción inversa

Σbj = 4

LAMc =(V)2

(V)4xLAMn

(V)2

LAMn LAMc =

Page 29: DIDÁCTICA DE  equilibrio

Autor: IQ Luis Fernando Montoya Valencia28Principio de Le ChatelierQue le ocurre a LAMc y que ocurrirá si la presión total en el equilibrio se duplica:

Variando el volumen (V)2

LAMnTenemos para esta reacción que: LAMc =

Si la presión total en el equilibrio se duplica, el volumen se reduce la mitad

Por ley de Boyle de los gases ideales el volumen y la presión son inversamente proporcionales

Como el volumen se reduce la mitad, El valor de LAMc Aumenta (se cuadruplica)

LAMc > kc Se altera el equilibrio

El sistema reacciona para restablecer el equilibrio perdido

hay que realizar el BM para que LAM disminuya según la reacción inversa

Los productos disminuyenLos reactivos aumentan

En el nuevo equilibrio se favorecen los reactivos (donde la suma de coeficientes es menor )

Este resultado nos aclara lo que hay en algunos textos: “si a un sistema gaseoso en equilibrio se le aumenta la presión, se favorece el lado que tenga menor número de moles ”

En la redacción anterior hay un error, no es el lado que tenga menor número de moles sino donde la suma de coeficientes estequiométricos sea menor

Page 30: DIDÁCTICA DE  equilibrio

Autor: IQ Luis Fernando Montoya Valencia29

Una mezcla de volúmenes iguales deIlustración 4.

SO2(g) y O2(g)medidos a las mismas

condiciones de temperatura y presión se introduce en un recipiente de 4 L, a 727ºC ocurre la reacción:

2SO2(g) + 1O2(g) 2SO3(g)

Cuando se establece el equilibrio, la presión total vale 114.8 atm. y lasconcentraciones de SO2(g) y y de SO3(g)

son iguales, determinar el valor de

Kc y Kp

Por la ecuación de estado (PV = RTn), si se tienen volúmenes iguales de dos gases a las mismas condiciones de temperatura y presión, entonces las moles de cada gas también son iguales,

Solución: según el algoritmo, como no hay SO3(g)

hay que realizar el BM para que

y LAM aumentesegún la reacción directaLos productos aumentenLos reactivos disminuyan

Se tiene que producir para llegar al equilibrio

Page 31: DIDÁCTICA DE  equilibrio

Autor: IQ Luis Fernando Montoya Valencia30

Además el enunciado nos informa que “cuando se establece el equilibrio”

Esto nos indica que hay que realizar el BM

[ O2 ] =a4 [ SO3] =

04

a4 [ SO2 ] =

Las concentraciones iniciales son:

Con estos valores LAMc = 0 Lo que confirma el gasto estequiométrico

LAM aumentesegún la reacción directa Para que

LAMc < kc

El BM lo podemos hacer en presión o en concentración molar

1. En concentración molar

Columnas, dadas por la reacción balanceada

Ge

[ ]o 0bb

b - 2X

-2X +2X-1X

2Xb - X

Con esta información LAMc < kc

Con esta información LAMc = kc[ ]eq

1O2(g)2SO2(g) 2SO3(g)+

= b = 0= b

Page 32: DIDÁCTICA DE  equilibrio

Según Baldor, tenemos una ecuación con tres incógnitas Leemos en el enunciado “dos afirmaciones” para las Ecuaciones y

Autor: IQ Luis Fernando Montoya Valencia31

= Kc[2X]2

[b - 2X]2 [b - X]1

El enunciado nos afirma que:La presión total en el equilibrio vale 114.8 atm.

En el BM tenemos concentraciones en el equilibrio, y sabemos que Pa = RT [a]

PSO3 = PSO2 = PO2 =Por lo tanto: RT(b - 2X)RT(2X) RT(b – X)

“las concentraciones de

114.8 atm. = RT(2b -X)

Sigue el enunciado:SO2(g) y SO3(g)

son iguales” b - 2X 2X=

b = 4X

en con T = 727ºC (1000ºK) 1.4 = (7X) X = 0.2 en b = 0.8

X = 0.2 y b= 0.8 en Kc = 1.67

Kp = (RT)Δn xKc, pero Δn = -1 Kp = (RT)-1 xKc Kp = 0.0204

Page 33: DIDÁCTICA DE  equilibrio

Autor: IQ Luis Fernando Montoya Valencia321. En presiones

Columnas, dadas por la reacción balanceada

Con esta información LAMp < kp

Con esta información LAMp = kp

Según Baldor, tenemos una ecuación con tres incógnitas Leemos en el enunciado “dos afirmaciones” para las Ecuaciones y

= Kp[2X]2

[d - 2X]2 [d - X]1

El enunciado nos afirma que:La presión total en el equilibrio vale 114.8 atm.

En el BM tenemos concentraciones en el equilibrio

114.8 atm. = (d - 2X) + (d – X) + (2X) 114.8 = 2d - X

“las concentraciones deSigue el enunciado:

SO2(g) y SO3(g)son iguales”

Ge

0dd

d - 2X

-2X +2X-1X

2Xd - XPeq

1O2(g)2SO2(g) 2SO3(g)+

Po

Page 34: DIDÁCTICA DE  equilibrio

Autor: IQ Luis Fernando Montoya Valencia33

“las concentraciones deSigue el enunciado:

SO2(g) y SO3(g)son iguales”

En el BM tenemos presiones en el equilibrio, y sabemos que: Pa = RT [a]

[ SO3] [ SO2 ] =

Si multiplicamos por RT a ambos lados: RT[ SO3]RT [ SO2 ] =Obtenemos: PSO3 = PSO2 d – 2X = 2X d = 4X

en 114.8 = (7X) X = 16.4 en d = 65.6

X = 16.4 y d = 65.6 en Kp = 0.0203

Kp = (RT)Δn xKc, pero Δn = -1 Kp = (RT)-1 xKc

Kc = 1.67(RT)1 xKpKc =

Page 35: DIDÁCTICA DE  equilibrio

Gracias por su asistenciaCon esta conferencia damos por terminado el

“seminario de la metodología de la enseñanza de la química” con el cual celebramos los 40 años del

Centro de Ciencia Básica Las memorias de esta conferencia, y de las anteriores las

encuentra en la página:http://cmap.upb.edu.coCarpeta 17000 (Centro de Ciencia Básica). Carpeta 17300 (área de química)Carpeta 17303 texto electrónico “química general …. en la u”Carpeta 17304 conferenciasPróximamente en la carpeta 17304 encontrarán aportes metodológicos para los temas :

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Distribución electrónica (hotel el átomo), tabla periódica, calorimetría, electroquímica, pH