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 SO₃en 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 :
<img src="https://tex.z-dn.net/?f=P.V%3Dn.R.T%E2%87%92%0A%5Cfrac%7BP.V%7D%7BR.T%7D%E2%87%92%0A%5Cfrac%7B1%2C1atm.1%2C5L%7D%7B0%2C082atm.L.mol%20%5E%7B-1%7D.K%20%5E%7B-1%7D.900K%20%7D-0.02%3D0%2C0024moles" />
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 :
<img src="https://tex.z-dn.net/?f=P%20_%7Bp%7D%28SO%20_%7B3%7D%29%3Dx%28SO%20_%7B3%7D%29.P%20_%7Bt%7D%3D%0A%5Cfrac%7B0%2C0152%7D%7B0%2C0224%7D.1%2C1atm%3D0%2C75atm%3B%20" /><img src="https://tex.z-dn.net/?f=P%20_%7Bp%7D%28SO%20_%7B2%7D%29%3Dx%28SO%0A_%7B2%7D%29.P%20_%7Bt%7D%3D%20%5Cfrac%7B0%2C0048%7D%7B0%2C0224%7D.1%2C1atm%3D0%2C24atm%3B" /><img src="https://tex.z-dn.net/?f=P%20_%7Bp%7D%28SO%20_%7B2%7D%29%3Dx%28SO%0A_%7B2%7D%29.P%20_%7Bt%7D%3D%20%5Cfrac%7B0%2C0024%7D%7B0%2C0224%7D.1%2C1atm%3D0%2C12atm" />
Resultado : a) <img src="https://tex.z-dn.net/?f=P%20_%7Bp%7D%20" />(SO₃) = 0, 75 atm ; P _{p}(SO₂) = 0, 24 atm ; P _{p}(O₂) = 0, 12 atm.
B) Calcula <img src="https://tex.z-dn.net/?f=K%20_%7Bc%7D%20y%20K%20_%7Bp%7D%20" />.
La concentración de las distintas especies en el
equilibrio es :
<img src="https://tex.z-dn.net/?f=%5BSO_%7B3%7D%5D%3D%20%5Cfrac%7Bmoles%7D%7Bvolumen%7D%3D%0A%5Cfrac%7B0%2C0152moles%7D%7B1%2C5L%7D%3D%200%2C01M%3B%20" /><img src="https://tex.z-dn.net/?f=%5BSO_%7B2%7D%5D%3D%20%5Cfrac%7Bmoles%7D%7Bvolumen%7D%3D%0A%5Cfrac%7B0%2C0048moles%7D%7B1%2C5L%7D%3D%200%2C0032M%3B" /><img src="https://tex.z-dn.net/?f=%5BSO_%7B3%7D%5D%3D%20%5Cfrac%7Bmoles%7D%7Bvolumen%7D%3D%0A%5Cfrac%7B0%2C0024moles%7D%7B1%2C5L%7D%3D%200%2C0016M%3B" />
Llevando las concentraciones anteriores a la constante de
equilibrio <img src="https://tex.z-dn.net/?f=K%20_%7Bc%7D%20" />, se obtiene su valor :
[img = 10]
De
la relación entre las constante de equilibrio se obtiene [img = 11] = 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]PRUEBA SELECTIVIDAD VALENCIA CONVOCATORIA JULIO 2015 QUIMICA.