Química, 2º Bachillerato. Problemas resueltos

Equilibrios homogéneos en fase gaseosa

 

 

Problema 1.

En un recipiente de 1 litro de capacidad, en el que previamente se ha hecho el vacío, se introducen 6 g de PCl5. Se calienta a 250 ºC y se establece el siguiente equilibrio:

 

PCl5 (g)  PCl3 (g)  +  Cl2 (g)

 

Si la presión total en el equilibrio es 2 atmósferas, calcule:

a) El grado de disociación del PCl5.

b) El valor de la constante Kp a esa temperatura.

Datos: R = 0,082 atm·L·K-1·mol-1. Masas atómicas: P = 31; Cl = 35,5

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Solución.

a) Como cálculos previos determinaremos la masa molecular del pentacloruro de fósforo, el número de moles iniciales de esta sustancia presentes y su concentración inicial.

 

Mm(PCl5) = 31 + 5·35,5 = 208,5 g/mol

 

 

 

 

 

Si α es el grado de disociación, teniendo en cuenta la estequiometría del equilibrio, las concentraciones en el equilibrio son:

 

 

 

PCl5

PCl3(g)

+

Cl2(g)

 

[ ] en equilibrio

(mol·L-1)

 

c(1-α)

 

cα

 

cα

           

 

 

La concentración total en el equilibrio será:

 

 

 

 

Por otra parte, si la presión total en el equilibrio cumple la ley de los gases ideales:

 

 

 

 

Igualando ambas expresiones obtenemos

 

 

De donde α = 0,62

 

 

b) Pondremos la expresión de Kp en función de las fracciones molares de cada sustancia en el equilibrio

 

 

 

Ahora bien, las fracciones molares en función del grado de disociación son:

 

 

 

Por tanto,

 

 

 

 

 

 

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