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equilibrio evau ej1 - Contenido educativo
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Bien, vamos a leer el ejercicio 1 que es el que la universidad nos propone en el modelo para este año
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dice que para el equilibrio A2 gaseoso más B2 gas está en equilibrio con el producto que es 2DAB gaseoso también
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Kp vale 5 a 25 grados centígrados y también nos dan otro valor de Kp que vale 36 a 300 grados centígrados
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A la temperatura de 300 grados centígrados en un recipiente de 5 litros calentamos 2 moles de A2, 2 moles de B2 y pregunta en el primer apartado razonar si la formación de AB es exotérmica o endotérmica, en el apartado B calcular las concentraciones de todas las sustancias implicadas en el equilibrio a 300 grados y en el apartado C con los datos disponibles calcular K sub P a 300 grados centígrados para el equilibrio 1 medio de A2 gaseoso más 1 medio de B2 gas para dar AB gas,
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que como vemos es la misma reacción que la del principio del enunciado, donde los coeficientes se han dividido entre dos.
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Vamos a contestar el apartado A, que nos pregunta si la formación de este producto AB es exotérmica o endotérmica.
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Lo que tenemos que observar en primer lugar es que el valor de K sub p, que está aquí arriba, resulta que observamos que a medida que aumenta la temperatura, aumenta el valor de K sub p.
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¿Qué quiere decir eso? Pues que al aumentar la temperatura el valor de Kp aumenta y por lo tanto lo que nos indica es que la cantidad de producto AB aumenta al aumentar la temperatura
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porque el valor de la K es mayor, el valor de la constante es mayor que en el caso de los 25 grados
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Según el principio Le Chatelier, al aumentar la temperatura el equilibrio se desplaza en sentido endotérmico
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Por lo tanto, en nuestro equilibrio, si al aumentar la temperatura aumenta Kp, significa que aumenta la cantidad de productos.
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Es decir, que el sentido de reactivos hacia productos tal y como está escrito es el sentido endotérmico.
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Por lo tanto, esta reacción deducimos que es endotérmica.
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En el segundo apartado hay que calcular las concentraciones de todas las sustancias en equilibrio.
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Para tanto planteamos nuestro cuadro de equilibrio en el que tenemos que inicialmente en el reactor se ponen dos moles de la sustancia A2,
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otros dos moles de la sustancia B2 y como no se pone nada del producto AB, pues ponemos una rayita o un cero, lo que queráis.
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el número de moles en el equilibrio serán los iniciales 2 menos lo que haya desaparecido de A
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que en este caso va a ser X, en el caso de B2 pues también es 2 moles iniciales menos X
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la misma cantidad que desaparece de B2 y la cantidad que aparece del producto AB
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pues va a ser 2 veces X, ¿por qué ponemos un 2 delante de la X?
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porque delante del producto viene un 2 como coeficiente estereométrico
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Este cuadro, los datos de Kp, recordemos que es 36, la temperatura son 300 grados centígrados, que son 673 Kelvin, y el volumen 5 litros.
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Para calcular concentraciones, pues nos viene mejor tener el valor de Kc que el valor de Kp.
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Como conocemos la relación que existe entre Kc y Kp, pues vamos a calcular cuánto va a valer Kc.
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aquí hay que elevar menos la variación en el número de moles
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que es número de moles de gases finales menos número de moles de gases iniciales
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que en nuestro caso son dos finales menos dos iniciales, cero
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por lo tanto al elevar RT a cero, eso da uno
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el valor de Kp y Kc es el mismo
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con lo cual Kc vale también 36
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aplicamos la ley de acción de masas
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bueno, exponemos la expresión de Kc en función de las concentraciones, que sería esta, arriba la concentración de productos elevado al cuadrado,
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porque delante del producto viene un 2 como coeficiente, y abajo el producto de las concentraciones de los reactivos.
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Sustituimos la expresión para la concentración, que recordemos que es el número de moles, 2X en nuestro caso para el producto,
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que es lo que viene en el cuadro resumen, dividido entre 5, que es el volumen, todo esto elevado al cuadrado.
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Y abajo las concentraciones de A2 y de B2 que son las mismas, 2 menos X dividido entre 5, haciendo aquí una pequeña simplificación, arriba 5 estaría elevado al cuadrado, abajo es 5 por 5 que es 5 al cuadrado también, con lo cual se simplificaría.
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Por eso en esta expresión no figura el 5, el volumen. Daría igual a qué volumen se realizara el experimento, esto no iba a cambiar.
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Nos quedaría la expresión 2x arriba al cuadrado dividido entre 2 menos x por 2 menos x, 2 menos x al cuadrado abajo.
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Antes de liarnos a hacer el producto notable, pues nos damos cuenta que podemos englobarlo todo dentro del mismo cuadrado.
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Este cuadrado pasaría al otro lado como raíz cuadrada, es decir, raíz cuadrada de 36,
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y haciendo las operaciones pertinentes nos daría un valor de x de 1,5.
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Recordemos que son moles, por lo tanto son 1,5 moles.
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Sustituimos en las expresiones de concentración, la concentración de A2 y de B2 es la misma
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porque se parte inicialmente de la misma cantidad el número de moles, de 2.
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La expresión es 2 menos x partido de 5, no se nos olvide que hay que dividir entre el volumen
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y nos sale una concentración de 0,1 molar.
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de A a B del producto pues es 2X partido de 5 y nos dan una concentración de 0,6 molar
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con esto tendríamos resuelto el apartado B
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el apartado C pide calcular el valor de K sub P cuando la reacción está expresada de esta forma
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que es la misma que la original solo que los coeficientes están divididos entre 2
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1 entre 2, 1 entre 2 y aquí en el producto sería 2 entre 2 que da 1
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nos fijamos en que la ley de acción de masas expresada para esta segunda forma de escribir la ecuación química
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es la misma que teníamos aquí arriba, la ley de acción de masas para caso C
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pero a la que le hemos aplicado la raíz cuadrada
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por lo tanto el valor que nos están pidiendo de caso P nueva
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que tiene el mismo valor que caso C
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es la raíz cuadrada del valor original que era 36
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la raíz cuadrada de 36 pues da 6
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aunque las constantes tienen unidades, ya os he dicho más de una vez que normalmente no se ponen
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en este caso incluso no llevaría ni siquiera unidad porque saldría un número dimensional
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porque arriba serían atmósferas al cuadrado y abajo en el denominador atmósfera por atmósfera
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con lo cual pues tampoco llevaría unidades, con esto está terminado este ejercicio
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- Subido por:
- M.amaya G.
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- Fecha:
- 9 de marzo de 2024 - 10:35
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- IES SATAFI
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