Ejercicios Unidad 2

Ejercicios

a) Equilibrio químico

1. Al calentar a 600°C SO3 se obtiene una mezcla en equilibrio que contiene por litro: 0.0106 mol de SO2, 0.0016 mol de O2 y 0.0453 mol de SO3. Calcular el valor de Kc a esa temperatura.

Solución:

2SO3 ↔ 2SO2+O2

T = 600 °C SO3

SO2 = 0.0106 mol

O2 = 0.0016 mol

SO3 = 0.0453 mol

Kc = (SO2)2 (O2) / (SO3)2

Kc = [0.0106]2 [0.0016]/[0.0453]2

Kc = 8.76 * 10-5

2. En un matraz de un litro, están contenidos en equilibrio dos gases: 0.004 mol de N2O4 y 0.12 mol de NO2, a una temperatura de 100°C. Determina el valor de Kc para la reacción.

N2O4 NO2

Solución:

N2O4 2NO2

N2O4 = 0.004 mol

NO2 = 0.12 mol

Kc = (NO2)2 / N2O4

Kc = 0.0144/0.004 = 3.6

3. En un recipiente cerrado se establece el equilibrio: 2C(s) + O2(g) 2CO(g)

Razone cómo varía la concentración de oxígeno:

a) Al añadir C(s).

Cuando se añade más carbono a un recipiente donde existe equilibrio, este no afecta al consumo de oxígeno, ya que el carbono no interviene en la constante de equilibrio; y por lo mismo la concentración del oxígeno no se modifica.

b) Al aumentar el volumen del recipiente.

Al aumentar el volumen del recipiente la presión disminuye, por lo tanto el equilibrio se desplaza en el sentido en que disminuye el número de moles, es decir, hacia la izquierda, con lo que aumenta la concentración de oxígeno.

c) Al elevar la temperatura.

Al elevarse la temperatura, esta favorece la reacción endotérmica, con lo cual el equilibrio se desplaza hacia la izquierda aumentando la concentración de oxígeno.

4. Al calentar cloruro de amonio en un recipiente cerrado se establece el siguiente equilibrio:

NH4Cl(s) HCl (g) + NH3 (g)

Justifique cómo afectará a la posición del equilibrio:

a) Una disminución de la presión total.

Si la presión total se disminuyera, el equilibrio trataría de compensar esta disminución, por lo que se desplazaría hacía donde existieran más moles de sustancias gaseosas, con la finalidad de producir choques moleculares entre las paredes del mismo, y con ello aumentaría la presión.

b) La extracción de amoniaco del recipiente.

Al extraerse amoniaco del recipiente, el equilibrio se desplazaría hacia la derecha para reponer la perdida de concentración.

c) La adición de NH4Cl sólido.

Considero que no ocurrirían grandes cambios ya que lo que se le está agregando es Cloruro de amonio “Solido”, y por lo tanto no alteraría el cociente de la reacción y el equilibrio se mantendría estable, es decir, no se desplazaría hacia ningún lado.

b) Ácidos y bases.

1. Escribe la ecuación de ionización y calcula la concentración de iones hidronio y el pH en las siguientes disoluciones de ácidos fuertes:

a) 0.5 mol de HCl, en 1450 ml de disolución.

Solución:

HCl+H2O→Cl-H3O+

0.5mol = 0.34M

M= 0.5mol/1.45L = 0.34M

1450 ml = 1.45L

pH = -log [HO]

pH = -log [0.34]

pH = 0.46

b) 18 g de HCLO4 en 1.9 l de disolución.

Solución:

HCIO4 + ClO4-+ H3O+

PM = HCIO4 = 100.5g/mol

n = 18g/100.5g/mol = 0.17 mol

M = 0.17/mol1.9L = 0.089 M

pH = -log [HO]

pH = -log [0.089]

pH = 1.05

c) 43 g de HNO3 en 2300 ml de disolución.

Solución:

HNO3+H2O→NO3-+H3O+

PM = HNO3 = 63 g/mol

n = 18g/63g/mol = 0.28 mol

M = 0.28mol/2.3L = 0.12 M

pH= -log [HO]

pH = -log [0.12]

pH = 0.92

2. Escribe el equilibrio de ionización y calcula la concentración de iones oxhidrilo y el pH en las siguientes disoluciones de bases fuertes:

a) 0.2 g de KOH en 300 ml de disolución.

Solución:

KHO→K+ + OH-

0.2g KOH

300 ml = 0.3L disolución

PM= KOH

PM= 39+16+1=56

n = mPM=0.256 = 0.0035

M = nv = 0.00350.3 = 0.011

OH- = 0.011

-log0.011=1.95

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