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1) El dióxido de nitrógeno es un compuesto que contribuye a la formación del smog fotoquímico en el proceso de contaminación urbana debido a que a temperaturas elevadas se descompone según la reacción:
2NO₂ (g) ↔ 2NO (g) + O₂ (g)
Si en un resipiente de 2 L se añade NO₂ a 25 ºC y 21,1 atm de presión y se calienta hasta 300 ºC (a volumen constante) se observa que la presión una vez que se alcanza el equlibrio es de 50 atm. Calcula a 300 ºC:
a) El grado de disociación del dióxido de nitrógeno.
b) El valor de K_c y K_p.

Datos: R = 0,082 atm L/mol k

Solución: a) α = 0,465; b) K_c = 0,15; K_p = 7,12

2)A 250 ºC, el PCl₅ se descompone según el proceso siguiente, cuya K_c = 3,8·10^-2: PCl₅ (g) <--> PCl₃ (g) + Cl₂ (g).
Determina la composición del sistema en estado de equilibrio y el grado de disociación del PCl₅, si:
a) En un matraz de 5 L introducimos 1 mol de PCl₅ y lo calentamos hasta 250 ºC.
b) En un matraz de 5 L introducimos 1 mol de PCl₅ y 1 mol de PCl₃ y los calentamos hasta 250 ºC.

Solución:a) [PCl₃] = [PCl₂] = 0,07 M; [PCl₅] = 0,13 M; α = 0,35;
                b) [PCl₃] = 0,23 M; [Cl₂] = 0,03 M; [PCl₅] = O,17 M; α = 0,14

Número de moles iniciales, n₀:

PV = nRT  ----->   21.1  2 = n₀ 0.082 298   ----->   n₀ = 1.727 mol

Número de moles finales, n:

PV = nRT  ----->   50 · 2 = n · 0.082 · 573   ----->   n = 2.128 mol

                   2 NO₂       2 NO   +   O₂
Inicial              n₀             0          0
Reacción        n₀α           n₀α        n₀α/2
Equilib.         n₀-n₀α        0+n₀α     0+n₀α/2

Número de moles totales en el equilibrio = n₀-n₀α + n₀α + n₀α/2 = n₀ + n₀α/2

n = 2.128 = n₀ + n₀α/2

α = 0.464

Con α calcularemos los respectivos números de moles, las fracciones molares y las presiones parciales.

n_NO2 = 1.727(1 – 0.464) = 0.926 mol  -->  x_NO2 = 0.926 / 2.128 = 0.435  -->  p_NO2 = 0.435·50 = 21.75 atm

n_NO = 1.727 0.464 =  0.801 mol  -->  x_NO = 0.801/2.128 = 0.376  --> p_NO = 0.376·50 = 18.80 atm

n_O2 = 1.727·0.464/2 = 0.400 mol  -->  x_NO = 0.400/2.128 = 0.19  -->  p_O2 = 0.19·50 = 9.50 atm

Ahora ya podemos calcular Kp:

Kp = 18.80² · 9.50 / 21.75² = 7.10 atm

Como Kc = Kp (RT)^-∆n y  ∆n = 2 + 1 -2 = 1

Kc = 7.10 · (0.082 · 573)^-1 = 0.15 atm

Un saludo

Muchas gracias por ayudarme sólo que no entiendo de dónde sale ese 2 que le to le puesto en tamaño enorme. Por favor explícame eso, ya que me apareció también en mi libro y no entiendo esa parte. Gracias.

Por estequiometría, se ve que cada alfa moles de NO₂ que se disocian produce alfa moles de NO y alfa/2 de O₂.

Si hay n0 moles iniciales de NO2, se disociarán n0·alfa y quedarán n0 - n0·alfa

De NO se formarán n0·alfa y de O₂, n0·alfa/2

Un saludo

(Mañana, si tengo tiempo, te responderé al segundo)

a) Teniendo en cuenta la definición de grado de disociación (número de moles, entre 0 y 1, que se disocian por cada mol de sustancia presente), establecemos los moles presentes en el equilibrio:

                       PCl₅   ⇔   PCl₃ + Cl₂
Inicial                  1           0       0
Reacción              α           α       α
Equilibrio             1-α          α       α

              α/5 · α/5         α²
0.038 = ------------ = --------
               (1-α)/5        5(1-α)

α² + 019 α – 0.19 = 0       ------------>       α = 0.35

[PCl₅] = (1 – 0.35) / 5 = 0.13 mol/L

[PCl₃] = [Cl₂] = 0.07 mol/L

b)
                       PCl₅   ⇔   PCl₃ + Cl₂
Inicial                 1             1      0
Reacción             α             α      α
Equilibrio            1-α         1+α     α

              (1+α)/5 · α/5         α + α²
0.038 = ----------------- = ---------
                  (1-α)/5              5(1-α)

α² + 1.19 α – 0.19 = 0       ------------>       α = 0.145

[PCl₅] = (1 – 0.145) / 5 = 0.17 mol/L

[PCl₃] = (1 + 0.145) / 5 = 0.23 mol/L

[Cl₂] = 0.145 / 5 = 0.07 mol/L

Un saludo