Química, 2º Bachillerato. Problemas resueltos

Equilibrios heterogéneos

 

 

Problema 2.

A una temperatura de 1000 ºC la reacción

 

CO2 (g)   +  C (s)      2CO (g)

 

tiene una constante de equilibrio de Kp = 1,65 atm. Si la presión dentro del recipiente en equilibrio es de 5 atm, determine el tanto por ciento de dióxido de carbono que ha reaccionado.

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Solución.

Datos del problema:

T = 1000 ºC = 1273 K

Kp = 1,65 atm

Presión (total) en el equilibrio, PT = 5 atm

 

Consideraremos que:

- c es la concentración inicial de dióxido de carbono, antes de que se establezca el equilibrio.

- Una vez alcanzado el equilibrio, α es el "grado de disociación" del dióxido de carbono. Realmente se puede hacer así porque viendo el equilibrio la molécula de dióxido de carbono debe "romperse"

- Se trata de un equilibrio heterogéneo, por tanto, al ser el carbono un sólido, su « concentración » permanece constante y se engloba dentro del valor de la constante de equilibrio. Esto es correcto mientras exista sólido en la reacción, es decir, el carbono está en claro exceso.

 

Planteamos el equilibrio que tiene lugar y repartimos los datos que se han considerado, teniendo en cuenta la estequiometría de la reacción

 

 

 

CO2 (g)

+

C (s)

 

2 CO (g)

[ ] iniciales

c

 

-

 

0

[ ] en equilibrio (mol·L-1)

c(1-α)

 

 

 

2cα

 

 

En cuanto al número total de moles por litro en el equilibrio,

 

 

Para calcular las presiones parciales de los gases en el equilibrio tenemos que conocer las fracciones molares de cada gas en el equilibrio,

 

 

 

 

Las presiones parciales son

 

 

 

 

y la constante KP

 

 

 

 

 

Sustituyendo los valores conocidos,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

es decir, reacciona un 27,6 % del dióxido de carbono inicial.

 

 

 

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