Problema nº 8 de equilibrio químico, moles - TP03

Enunciado del ejercicio nº 8

Se tiene:

PCl₅(g) ⟶ PCl₃(g) + Cl₂(g)

Calcular el número de moles de Cl₂ producidos en el equilibrio cuando se calienta un mol de PCl₅ a 250 °C en un recipiente de 5 litros. La constante de equilibrio a 250 °C es 0,041 moles/l para esta disociación.

Solución

Expresamos la ecuación equilibrada de la reacción:

Planteamos los moles iniciales y en el equilibrio:

x será el número de moles de PCl₃ y Cl₂ en el equilibrio.

En el equilibrio desaparecen x moles de PCl₅ para formar x moles de PCl₃ y Cl₂.

Aplicamos la fórmula de la constante de equilibrio:

Reemplazamos por los datos y calculamos:

Simplificamos los denominadores:

0,041·5·(1 - x) = x²

Aplicamos distributiva del producto con respecto a la resta:

0,205 - 0,205·x = x²

Igualamos a cero:

x² + 0,205·x - 0,205 = 0

Aplicamos la ecuación de Báscara o Bhaskara:

Siendo:

a = 1

b = 0,205

c = -0,205

Reemplazamos y resolvemos, obtendremos dos valores:

Calculamos los valores de x_1,2 por separado según el signo del resultado de la raíz:

x₁ = 0,361726507

x₂ = -0,566726507 (se descarta por ser < 0)

Respuesta: la cantidad de moles de Cl₂ que hay en el equilibrio es 0,36.

Resolvió: Ricardo Santiago Netto. Argentina

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Ejemplo, cómo calcular los moles en el equilibrio