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equilibrio evau ej6 - Contenido educativo

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Subido el 9 de marzo de 2024 por M.amaya G.

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El ejercicio 6, que es de 22 de julio coincidentes, y hace más tiempo, el enunciado dice, en un reactor, un reactor es un recipiente, se introduce una mezcla de un mol de monóxido de carbono, dos moles de hidrógeno y tres moles de metanol a 650 Kelvin y una atmósfera produciéndose la reacción entre el monóxido de carbono y el hidrógeno para formar metanol. 00:00:00
Es una reacción clásica de síntesis de metanol. Sabiendo que el valor de Kp en el equilibrio para estas reacciones es de 0,973, pregunta en el apartado A determinar para qué valor de la presión reacciona el 20% de monóxido. 00:00:26
En el apartado B dice que en las condiciones anteriores del apartado A se determine la presión parcial de cada gas y en el apartado C dice que sabiendo que se trata de una reacción endotérmica, cómo afecta a la cantidad de metanol un aumento de temperatura. 00:00:40
Apuntamos los datos iniciales y aquí al principio pregunta que cuál va a ser la presión a la que reacciona el 20% de monóxido. 00:00:55
Esta pregunta no está muy clara porque vamos a aplicar una condición como si fuera el equilibrio, 00:01:03
es decir, vamos a asumir que el 20% de monóxido se ha descompuesto, es la cantidad descompuesta en el equilibrio, 00:01:13
cosa que no viene por ningún lado y de hecho no es así, el sistema cuando ha reaccionado el 20% de monóxido sigue evolucionando, no está en el equilibrio, pero bueno, lo vamos a asumir, está mal redactado y lo vamos a asumir y ya está, por lo tanto vamos a suponer que en el equilibrio ha desaparecido el 20% de monóxido, 00:01:21
¿Cuánto es el 20% de un mol, que es la cantidad inicial? Pues son 0,2 moles. Eso va a ser el valor de X. En nuestro cuadro resumen, el número de moles iniciales de monóxido es 1, de hidrógeno es 2 y de metanol es 3. 00:01:43
No viene aquí un 1 y un 2 porque aquí delante ve que hay un 1 y un 2, es que son los datos del ejercicio. Leedlo bien y dice que se introducen en un reactor un mol de monóxido, dos moles de hidrógeno y tres moles de metanol. 00:01:57
cuando se alcanza en el equilibrio pues habrá desaparecido una cantidad de monóxido que como dice el enunciado pues es el 20% de monóxido 00:02:10
y de hidrógeno por lo tanto inicialmente teníamos dos moles va a desaparecer el doble de la misma cantidad que de monóxido 00:02:19
porque tiene un 2 delante como coeficiente el hidrógeno en la reacción y de metanol pues va a aparecer una cantidad X 00:02:28
Inicialmente ya teníamos 3 moles, pues va a aparecer un poquito, en el equilibrio va a haber una poquita más de cantidad 00:02:35
Bien, como X vale 0,2, pues en el equilibrio tenemos 0,8 moles de monóxido, 1,6 moles de hidrógeno y 3,2 moles de metanol 00:02:43
Por lo tanto, el número de moles totales en el equilibrio sería de 5,6 00:02:54
Bien, ¿cuál es la expresión de Kp? Porque a nosotros nos dan el valor de Kp, por lo tanto vamos a aplicar la expresión para calcular esa presión que nos piden cuando el sistema está en este momento. 00:02:59
en la caso P la expresión en lugar de poner concentraciones como caso C se ponen presiones parciales 00:03:15
entonces arriba tendríamos la presión parcial del producto que es el metanol 00:03:23
y abajo el producto de las presiones parciales del monóxido y del hidrógeno 00:03:27
donde la del hidrógeno tiene que estar elevada al cuadrado porque el coeficiente estequiométrico 00:03:31
que viene delante del hidrógeno son dos 00:03:36
cada una de estas presiones parciales que se pone P sub i 00:03:38
es la expresión, según la ley de presiones parciales de Dalton, es la presión total por la fracción molar de ese compuesto. 00:03:41
Os recuerdo que la fracción molar es el número de moles de esa sustancia dividido entre el número de moles totales. 00:03:51
Por lo tanto, podemos poner aquí las expresiones para la presión parcial de los tres gases, 00:03:57
que es, en el primer caso, la presión total dividido entre el número de moles de metanol, 00:04:01
que sabemos de aquí, lo hemos puesto antes, son 3,2, dividido entre el número de moles totales, 00:04:06
con lo cual el metanol contribuye con un 0,571 respecto a la presión total 00:04:11
o lo que es lo mismo un 57,1% si alguno quiere entenderlo así 00:04:17
la presión parcial del monóxido haciendo las cuentas pues sale 0,143 por la presión total 00:04:21
y la presión del hidrógeno pues sale 0,285 por la presión total 00:04:27
sustituyendo estos valores en la expresión de K sub P 00:04:33
y simplificando lo que se pueda y despejando finalmente P sub T 00:04:36
la presión total, pues da aproximadamente unos 7 atmósferas, esa es la presión cuando se ha descompuesto un 20% del, perdón, no se han descompuesto, se ha reaccionado un 20% del monóxido de carbono, 00:04:40
que es lo que dice el enunciado. Muy bien, una vez que tenemos calculado el apartado A, vamos al B. Entonces, el apartado B pregunta que cuáles son las presiones parciales 00:04:56
de los gases según los datos del apartado A, en las condiciones del apartado A. 00:05:07
Teníamos ya en el anterior apartado las expresiones a falta de calcular la presión total, 00:05:13
sabemos ahora que la presión total es 7, por lo tanto, haciendo las cuentas, 00:05:21
pues nos sale una presión del metanol de 4 atmósferas, del monóxido de 1 y del hidrógeno de 2. 00:05:25
Y estaría contestado el apartado B. 00:05:32
Bien, el apartado C pregunta que qué ocurriría con el rendimiento si se aumenta la temperatura. 00:05:34
Entonces, según Le Chatelier, al aumentar la temperatura el equilibrio siempre se va a desplazar en sentido endotérmico. 00:05:48
Esto es lo que dice el principio de Le Chatelier y es la justificación de lo que vamos a decir a continuación. 00:05:54
como el enunciado nos dice que esta reacción es endotérmica 00:05:59
tal y como está escrita 00:06:03
pues al aumentar la temperatura se va a desplazar en el sentido hacia los productos 00:06:05
con lo cual va a aumentar la formación de metanol 00:06:10
y por lo tanto la cantidad de metanol aumenta 00:06:13
o lo que es lo mismo el rendimiento de la reacción aumenta al aumentar la temperatura 00:06:16
y esto a lo mejor pues es importante cuando necesitamos conseguir bastante producto 00:06:20
y que sea rentable 00:06:25
y con esto estaría terminado este ejercicio 00:06:26
Subido por:
M.amaya G.
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Fecha:
9 de marzo de 2024 - 11:07
Visibilidad:
Público
Centro:
IES SATAFI
Duración:
06′ 31″
Relación de aspecto:
1.78:1
Resolución:
1920x1080 píxeles
Tamaño:
95.69 MBytes

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