Darreres publicacions

PAU Juny 2013

Problema 1

En un recipient tancat i buit de 5 L de capacitat, a 727 ºC, s'introdueix un mol de seleni i un mol de dihidrogen (\(H_{2}\)). En arribar a l'equilibri químic, s'observa que la quantitat de \(H_{2}\) present és de 0,75 mols:

\(Se_{( g )}+\; H_{2(g)}\rightleftharpoons H_{2}Se_{( g)}\)

  1. Calcula el valor de \(K_{c}\) a la temperatura de 727º C.
  2. Determina el valor de \(K_{p}\) a la mateixa temperatura.
  3. Justifica quin efecte tendria l'addició d'un catalitzador sobre la constant d'equilibri, \(K_{c}\).

Solució:

L'enunciat ens diu que la concentració de \(H_{2}\) en el equilibri és de 0,75 mols. Per tant:

\(1-x=0,75\ \rightarrow x=0,25\)

Ara podem completar la taula amb les condicions inicials i d'equilibri:

\(Se\) \(H_{2}\) \(H_{2}Se\)
mols inicials \(1\) \(1\) \(0\)
mols reaccionen \(-x (-0,25)\) \(-x (-0,25)\) \(x (0,25)\)
mols equilibri \(1-x (0,75)\) \(1-x (0,75)\) \(x (0,25)\)
concentració equilibri \(\frac{0,75}{5}\) \(\frac{0,75}{5}\) \(\frac{0,25}{5}\)

La constant d'equilibri, \(K_{c}\), per a la reacció és:

\(K_{c}=\frac{\left[ H_{2}Se \right]}{\left[ Se \right]\left[ H_{2} \right]} \rightarrow K_{c}=\frac{\frac{0,25}{5}}{\left( \frac{0,75}{5} \right)\left( \frac{0,75}{5} \right)} \rightarrow K_{c}=2,22\; M^{-1}\)

Podem determinar \(K_{c}\) a partir de l'expressió que relaciona ambdues constants d'equilibri. Per tant,

\(K_{p}=K_{c}\left( RT \right)^{\Delta n} \rightarrow K_{p}=2,22\left( 0,082\cdot 1000 \right)^{-1} \rightarrow K_{p}=0,027\; atm^{-1}\)

Finalment ens demana l'efecte d'un catalitzador sobre la constant d'equilibri. Com ja hem vist al llarg del tema, els catalitzadors acceleren la velocitat de reacció però no modifiquen la constant d'equilibri.