PROBLEMA 5. - En un recipiente de 5 L se introducen 3, 2 g de COCl2 a 300 K. Cuando se alcanza el equilibrio COCl2 CO + Cl2, la presión final es de 180 mm de Hg. Calcula : a) Las presiones parciales de COCl2, CO y Cl2 en el equilibrio. DATOS. R = 0, 082 atm · L · mol–1 · K–1 ; Ar (C) = 12 u ; Ar (O) = 16 u ; Ar (Cl) = 35, 5 u. Prueba de Selectividad Madrid, Junio 2011, QUIMICA.
En resumen
PROBLEMA 5. - En un recipiente de 5 L se introducen 3, 2 g de COCl2 a 300 K. Cuando se alcanza el equilibrio COCl2 CO + Cl2, la presión final es de 180 mm de Hg. Calcula : a) Las presiones parciales de COCl2, CO y Cl2 en el equilibrio. DATOS.
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PROBLEMA 5.
- En un recipiente de 5 L se introducen 3, 2 g de COCl2 a 300 K.
Cuando se alcanza el
equilibrio COCl2 CO + Cl2, la presión final es de 180 mm de Hg.
Calcula :
a) Las presiones parciales de COCl2, CO y Cl2 en el equilibrio.
DATOS.
R = 0, 082 atm · L · mol–1 · K–1 ; Ar
(C) = 12 u ; Ar
(O) = 16 u ; Ar
(Cl) = 35, 5 u.
Las presiones parciales de los componentes del equilibrio se pueden calcular mediante la ecuación de
gases ideales conocido el volumen, la temperatura y los moles de cada componente.
<img src="https://tex.z-dn.net/?f=Pi%20%5Cfrac%7BniRT%7D%7BV%7D%20" />
Para calcular los moles en el equilibrio hay que tener en cuenta que el fosgeno (COCl2) se disocia según
el siguiente cuadro de reacción.
COCl₂ (g) CO (g) Cl (g)
C iniciales (mol) n₀ - -
C Equilibrio (mol) n₀ - x x x
Siendo no el número de moles iniciales y x los moles de fosgeno (COCl₂) que se disocian.
El número total de moles en el equilibrio se puede calcular con los datos del equilibrio y como suma de
los moles de cada uno de los componentes.
<img src="https://tex.z-dn.net/?f=%20n_%7BEq%7D%20%3D%20n%28COCI%20_%7B2%7D%20%29%20_%7BEq%7D%2B%20n%28CO%29%20_%7BEq%7D%20%2Bn%28CI%20_%7B2%7D%29%20_%7BEq%7D%3D%20n_%7Bo%7D%2Bx%20%20" />
<img src="https://tex.z-dn.net/?f=%20n_%7BEq%7D%3D%20%5Cfrac%7BP%20_%7BEq%7D.%20V%20%7D%7BRT%7D%3D%20%5Cfrac%7B%20%5Cfrac%7B180%7D%7B760%7Datm.%205L%20%7D%7B0%2C082%20%5Cfrac%7Batm.L%7D%7Bmol.K%7D.%20300K%20%7D%20%3D0.048mol%20%3A%20n_%7Bo%7D%3D%20%20%5Cfrac%7Bm%28COCI_%7B2%7D%29%20%7D%7BM%28COCI_%7B2%7D%29%7D%3D%20%20%5Cfrac%7B3%2C2g%7D%7B99g%2Fmol%7D%3D%200%2C032mol%20" />
Sustituyendo en la igualdad anterior : 048, 0 = 032, 0 + x : x = 016, 0
Número de moles y presiones parciales en el equilibrio
<img src="https://tex.z-dn.net/?f=n%28COCI_%7B2%7D%29_%7BEq%7D%20%3D%20n_%7Bo%7D-%20x%20%3D%200%2C032-%200%2C016%3D0%2C016%20%3A%20P_%7BCOCI_%7B2%7D%20%7D%3D%5Btex%5D%20%5Cfrac%7B0%2C016mol.0%2C082%20%5Cfrac%7Batm.L%7D%7Bmol.K%7D.300K%20%7D%7B5L%7D%3D%200%2C08atm%20" /> [ / tex]
<img src="https://tex.z-dn.net/?f=n%28CO%29_%7BEq%7D%3D%20n%28CI_%7B2%7D%20%29_%7BEq%7D%20%3D%20x%20%3D%200%2C016%3AP_%7BCO%7D%3D%20%20P_%7BCI_%7B2%7D%20%3D%20" /> \ frac{0, 016mol.
0, 082 \ frac{atm.
L}{mol.
K}. 300K }{5L} = 0, 08atm
El problema también se puede resolver en función de las presiones planteando el cuadro de reacción en
función de la presión.
COCl₂ (g) CO (g) Cl (g)
C iniciales (atm) p₀ - -
C Equilibrio (atm) p₀ - x x x
Siendo x la presión de equilibrio del monóxido de carbono y del cloro molecular.
<img src="https://tex.z-dn.net/?f=%20P_%7BT%7D%3D%20%E2%88%91%20P_%7Bi%7D%3D%20P_%7BCOCI_%7B2%7D%20%7D%2B%20%20P_%7BCO%7D%2B%20%20P_%7BCI_%7B2%7D%20%3D%20P_%7Bo%7D%20%20%2B%20x" />
<img src="https://tex.z-dn.net/?f=P_%7BT%7D%20%3D%20%5Cfrac%7B180%7D%7B760%7D%3D%200%2C24atm%3A%20%20P_%7Bo%7D%3D%20%20%5Cfrac%7B%20n_%7Bo%7DRT%20%7D%7BV%7D%3D%20%20%5Cfrac%7B%20%5Cfrac%7B3%2C2g%7D%7B99g%2Fmol%7D.0%2C082%20%5Cfrac%7Batm.L%7D%7Bmol.K%7D.300K%20%20%7D%7B5L%7D%3D%200%2C16atm%20%20" />
0, 24 = x + 0, 16 : x = 0, 08 atm
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Prueba de Selectividad Madrid, Junio 2011, QUIMICA.
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