Equilibrio en función del grado de disociación ( ) K C , K P , y 

1. Sesión # 9 Curso FQI-FIQ Equilibrio en función del grado de disociación () KC , KP , y  “Nada muere más rápidamente que una idea en una mente cerrada.” Pierre Bonnard

2. Objetivos • Aplicar los conocimientos previos sobre grado de disociación, en planteamientos del equilibrio químico, para resolver problemas que requieran la determinación de composiciones de equilibrio dado el grado de disociación o el cálculo de  a partir de una constante de equilibrio. • Demostrar entusiasmo e interés por aprender, participando activamente en la clase, con el fin de facilitar nuestro propio proceso de formación.

3. Grado de disociación () • Es la fracción de cada mol de compuesto que se disocia, a determinadas condiciones de P y T. • Se utiliza en aquellas reacciones en las que existe un único reactivo que se disocia en dos o más. • En consecuencia, el % de sustancia disociada es igual a  siempre y cuando la relación tome como base o punto de partida 1 mol (tanto en la ecuación química, como en las condiciones iniciales). • Cuando la Keq es muy pequeña (de orden < 10-4), entonces  también es pequeño y puede considerarse, para simplificar los cálculos que el factor (1- )  1

4. Ejemplo 1: En un matraz de 5 litros se introducen 2moles de PCl5(g) y 1 mol de PCl3(g) y se establece el siguiente equilibrio: PCl5(g) ↔ PCl3(g) + Cl2(g).Sabiendo que Kc (250 ºC) = 0.042M; a) ¿cuáles son las concentraciones en el equilibrio?; b) ¿cuál es el grado de disociación?Sln: a)Planteam. del equilibrio: PCl5(g) ↔ PCl3(g) + Cl2(g) Moles inic.: 2 1 0 Moles equil. 2– ξ 1 + ξξ. conc. eq(mol/l) (2– ξ)/5 (1 + ξ)/5 ξ/5 PCl3· Cl2 (1+ξ)/5·ξ/5 Kc = ——————--- = —————— = 0.042 PCl5 (2– ξ)/5 De donde ξ = 0.282 moles

5. Continuación del Ej. 1:b) ¿cuál es el grado de disociación? b)Planteamiento del equilibrio: PCl5(g) ↔ PCl3(g) + Cl2(g) Moles inic.: 2 1 0 Rxn: -2α2α2α Moles equil. 2–2α 1 + 2α2α. conc. eq(mol/l) 2(1–α)/5 (1 + 2α)/5 2α /5 PCl3· Cl2[(1+2α)/5]·[2α/5] Kc = —————— = —————-------— = 0.042 PCl5 [2 (1–α)/5 ] Reordenando: (1+2α)(2α) = 0.042(5)(2)(1-α) (α + 2α2) = 0.21 – 0.21α 2α2 + 1.21α – 0.21 = 0

6. Ejemplo 2: En el equilibrio anterior (Kc = 0.042 M): PCl5(g) ↔ PCl3(g) + Cl2(g) ¿cuál sería el grado de disociación y el número de moles en el equilibrio de las tres sustancias si pusiéramos únicamente 2 moles de PCl5(g) en los 5 litros del matraz? Planteamiento del quilibrio: PCl5(g) ↔PCl3(g) + Cl2(g) Conc. inic.: 2/5 0 0 cambio x disociación: -0.4α0.4α0.4α conc. eq(mol/l) 0.4(1–) 0.4 0.4 PCl3· Cl2 (0.4)2Kc = —————— = ———------— = (0.4 2)/(1 - ) = 0.042 PCl5 0.4(1–) se resuelve aplicando la fórmula general para ec. cuadrática. Resp:  = 0.276; nPCl5 = 0.29 ; nPCl3 = 0.11 = nCl2

7. Ejemplo 3A 450 ºC y 10 atm de presión el NH3 (g) está disociado en un 95.7 % según la reacción: 2 NH3 (g) N2 (g) + 3 H2 (g). Calcular KC y KPa dicha temperatura. Estrategia de solución: Leer bien el problema y extraer de él tanto la información suministrada como las incógnitas planteadas. Plantear el equilibrio en función del grado de disociación suministrado. Determinar la Keq que se prefiera primero y luego la otra en función de la que se determinó primeramente. Respuestas: KC = 765. 65 M2 y KP = 2.69*106 atm2

8. Ejemplo 4: El carbamato de amonio, NH4CO2NH2, se descompone según la ecuación siguiente: NH4CO2NH2(s) CO2(g) + 2NH3(g) En un recipiente de 5 litros se introducen 25 g de carbamato y se calientan a 308 K hasta que alcance el equilibrio. Sabiendo que KP = 1.18 * 10-3 atm, calcular: a) La presión total ejercida por los gases, si la presión parcial del dióxido de carbono es igual a la mitad de la del amoníaco. Resp.: Ptot = 0.2 atm b) La masa final de carbamato. Resp.: mcarb. = 24 g

9. Ahora valoremos de nuevo…. Alcanzamos los objetivos? Escriban la reflexión en su cuaderno…