Problema n° 3 de equilibrio químico (ejercicio modelo) - TP01

Enunciado del ejercicio n° 3

Siendo a 425 °C la constante de equilibrio para el yoduro de hidrógeno, tal como en el ejercicio n° 1, si se colocan 0,018 moles de yoduro de hidrógeno en un recipiente de 10 litros, ¿cuántos moles de yodo habrá en equilibrio?

Desarrollo

Datos:

K = 0,0184

Moles HI = 0,018

V = 10 l

Solución

Expresamos la ecuación equilibrada de la reacción:

2·HI425 °C
H2 + I2

x será el número de moles de yodo y de hidrógeno en el equilibrio.

Si se forman x moles de hidrógeno y x moles de yodo, desaparecen 2·x moles de yoduro de hidrógeno.

Calculamos la concentración de cada compuesto en 10 l. Para el yodo:

[I2] =x moles
10 l

Para el hidrógeno:

[H2] =x moles
10 l

Para el yoduro de hidrógeno:

[HI] =(0,018 - 2·x) moles
10 l

Aplicamos la fórmula de la constante de equilibrio:

K =[H2]·[I2]
[HI]²
 x moles·x moles
K =10 l10 l
[(0,018 - 2·x) moles]²
 (10 l)²
 x² moles²
K =(10 l)²
(0,018 - 2·x)² moles²
 (10 l)²

Simplificamos los denominadores y las unidades:

K =
(0,018 - 2·x)²

Reemplazamos y calculamos:

0,0184 =
(0,018 - 2·x)²

0,0184·(0,018 - 2·x)² = x²

0,0184·[(0,018² - 2·0,018·2·x + (2·x)²] = x²

0,0184·(0,000324 - 0,072·x + 4·x²) = x²

0,000005962 - 0,0013248·x + 0,0736·x² = x²

0,000005962 - 0,0013248·x + 0,0736·x² - x² = 0

0,000005962 - 0,0013248·x - 0,9264·x² = 0

Resolvemos la ecuación de segundo grado y obtenemos dos valores para x:

x1 = -0,00335 moles < 0, se descarta

x2 = 0,0019 moles

Respuesta: la cantidad de moles de yodo que hay en el sistema es 0,002

Autor: Ricardo Santiago Netto. Argentina

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Ejemplo, como calcular los moles dada la constante de equilibrio

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