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·HI | 425 °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 l | 10 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 = | x² |
| (0,018 - 2·x)² |
Reemplazamos y calculamos:
| 0,0184 = | x² |
| (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