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equilibrio evau ej5 - Contenido educativo
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El ejercicio 5 corresponde al modelo que se propuso para el año pasado, de 2023, que dice que se coloca una muestra de 7,2 gramos de esa sustancia que es el bisulfuro de amonio o hidrógeno sulfuro de amonio.
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en teoría deberíais saber formularlo y nombrarlo. Mirad, es una sal que procede del ácido sulfídrico,
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que es H2S, donde uno de los dos hidrógenos del H2S es sustituido por un grupo amonio, NH4 positivo.
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Entonces se llama sulfuro, hidrógeno sulfuro de amonio, ese es uno de los nombres,
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o también se le llama bisulfuro de amonio.
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Bien, se ponen 7,2 gramos de esta sustancia que es un sólido y lo pone aquí claramente
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y hay que tener mucho cuidado porque vamos a hablar en este caso de un equilibrio heterogéneo.
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Se coloca esa muestra en un recipiente de 4 litros cerrado al vacío, inicialmente sin ninguna presión
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y a 23 grados centígrados la muestra se descompone y una vez alcanzado el equilibrio
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se obtienen, bueno, se descomponen amoníaco y sulfuro de hidrógeno, ambos gaseosos, siendo
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cuando se alcanza el equilibrio la presión total de 0,80 atmósferas. Como inicialmente
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lo hemos cerrado al vacío, las 0,80 atmósferas corresponden a las presiones parciales de
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tanto el amoníaco como el sulfuro de hidrógeno. Eso tenedlo en cuenta. Bien, pregunta en primer
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lugar la cantidad de moles de cada especie en el equilibrio, obtener los valores de Kc y Kp y
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calcular el porcentaje de sólido descompuesto. Nos proporcionan el valor de la constante R y las
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masas atómicas del hidrógeno, nitrógeno y azufre, pues para calcular cuántos moles de sustancia
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inicial hemos puesto. Tenemos 7,2 gramos de esa sustancia del hidrógeno sulfato de amonio, la
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masa molar es de 51 gramos por mol en un recipiente de 4 litros cerrado al vacío con una temperatura
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de 296 kelvin y nos dan que la presión en el equilibrio es de 0,80 atmósferas. Establecemos
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nuestro cuadrito resumen de equilibrio, el número de moles iniciales del reactivo pues es 0,141
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porque hemos dividido por su masa molar, no tenemos ni nada de los dos gases, insisto en que dice que
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la presión inicial es cero, está en el vacío, y en el equilibrio se va a descomponer una cantidad x que es precisamente el mismo número de moles que va a aparecer tanto de amoníaco como de sulfuro de hidrógeno.
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Como os he dicho al principio, la presión en el equilibrio se debe a los dos gases presentes en el equilibrio, por lo cual podemos calcular cuántos moles de gases hay en el equilibrio
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poniendo pues P por V es igual a NRT y despejando el número de moles, que es P por V partido de RT.
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Como vemos en nuestro cuadro resumen, tenemos X moles de amoníaco y X moles de sulfuro de hidrógeno,
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con lo cual eso es 2X. Haciendo las cuentas, pues sale 0,0659 moles de cada uno, de cada uno.
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¿Cuántos moles, por lo tanto, quedan en el equilibrio de la sustancia inicial?
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Bueno, aunque sea un sólido, por supuesto que sigue habiendo una cantidad. Lo que no va a influir el que sea un sólido es en la constante de equilibrio, pero por supuesto que la sustancia está ahí, es un sólido, un polvito que se queda en el fondo del recipiente.
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Bien, a la cantidad inicial que era de 0,141 pues se va a descomponer una cantidad X que lo hemos calculado en este anterior frase y nos sale entonces una cantidad de sulfuro de hidrógeno,
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de hidrógeno sulfuro de amonio, del reactivo, de 0,075 moles. La cantidad X de cada uno de los dos gases en el equilibrio, pues es X, que ya lo hemos calculado, 0,0659.
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Pide las cantidades en moles, no pide concentración. Ahora bien, para calcular K sub C, sí que necesitamos la concentración. En la expresión de la ley de acción de masas,
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Como veis, aquí no he dividido entre la concentración del reactivo
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¿Por qué? Porque el reactivo es un sólido
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Y los sólidos se considera que su concentración vale 1
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O lo que es lo mismo, no se expresan en la fórmula, en la expresión de K sub c
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Por lo tanto, se divide entre 1 o sencillamente no se escribe
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No es que valga 0, sencillamente no se escribe o le damos el valor de 1
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bien, aquí ponemos por lo tanto las concentraciones de ambas sustancias que es la misma
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x que ya hemos visto que es 0,0659 dividido entre 4 que es el volumen
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está elevado al cuadrado porque es una concentración por la misma concentración
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y da una Kc de 2,71 por 10 a la menos 4
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que como siempre no escribimos las unidades pero si piden escribirlas pues sería molar al cuadrado
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porque es mol, molar aquí, molar aquí, pues mol, molar al cuadrado. Para calcular K sub P tenemos la relación entre K sub P y K sub C
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y lo único que hay que hacer es calcular cuántos, cuál es la variación en el número de moles gaseosos, claro, inicialmente no tenemos ningún gas,
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por lo tanto es dos moles de gas finales menos ninguno inicial, aunque en la reacción venga el reactivo con un 1 delante,
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como no es un gas, en esta ecuación no participa. Sustituyendo los números nos da una Kp de 0,16. ¿Cuál es la cantidad de sustancia inicial descompuesta?
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Bueno, pues es X, la cantidad que se ha descompuesto, dividido entre la cantidad inicial que era 0,141 y como nos piden un porcentaje, pues multiplicado por 100.
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eso da un valor del 47% descompuesto de la sustancia inicial y con esto estaría contestada el ejercicio completo.
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- M.amaya G.
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- Fecha:
- 9 de marzo de 2024 - 11:04
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- Público
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- IES SATAFI
- Duración:
- 06′ 11″
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