Esercizi sull’equilibrio quando K è grande
Lug03

Esercizi sull’equilibrio quando K è grande

Negli esercizi sull’equilibrio chimico sia esso omogeneo che eterogeneo, sia in soluzione che in fase gassosa, il valore della costante di equilibrio è generalmente basso e ciò consente di semplificare i calcoli in quanto spesso si può trascurare qualche grandezza rispetto a un’altra. Si verificano, tuttavia, casi in cui questa semplificazione non può essere fatta ed in tal caso bisogna risolvere un’equazione che è in genere di 2° e valutare quale delle due radici prendere in considerazione. 1)Il pentacloruro di fosforo si decompone secondo la reazione: PCl5(g)⇌ PCl3(g)+ Cl2(g) Se 1.00 moli di PCl5 vengono messe in un contenitore avente volume 5.00 L determinare la composizione della miscela all’equilibrio. La costante di equilibrio Kc a 523 K vale 1.80.  La concentrazione iniziale del pentacloruro di fosforo vale 1.00/5.00 = 0.200 M Per risolvere questo esercizio costruiamo una I.C.E. chart:     PCl5 ⇌ PCl3 Cl2 Stato iniziale 0.200       Variazione – x   + x +x All’equilibrio 0.200 -x   x x   L’espressione della costante di equilibrio è: Kc = [PCl3][Cl2]/[ PCl5] Sostituendo i valori si ha: 1.80 = (x)(x)/ 0.200-x Poiché il valore di Kc è alto non può essere trascurata la x sottrattiva al denominatore pertanto va risolta l’equazione di 2° 0.36 – 1.80 x = x2 Riordinando x2 + 1.80 x – 0.36 = 0 Risolvendo l’equazione di ottengono due radici: x1 = 0.182 e x2 = – 1.99 La seconda radice va senz’altro esclusa in quanto una concentrazione non può avere valore negativo pertantoall’equilibrio: [PCl3]= [Cl2] = x = 0.182 M [PCl5] = 0.200 – 0.182 = 0.018 M   2)1.00 moli di H2, 2.00 moli di I2 e 3.00 moli di HI vengono messe in un contenitore avente volume 1.00 L. Calcolare la composizione della miscela all’equilibrio a una certa temperatura alla quale la costante relativa all’equilibrio: H2 + I2 ⇌ 2 HI vale 45.9 Le concentrazioni iniziali delle tre specie sono: [H2] = 1.00/1.00 = 1.00 M [I2] = 2.00/1.00 = 2.00 M [HI] = 3.00/1.00 = 3.00 M Per prevedere la direzione della reazione calcoliamo il quoziente di reazione: Q = [HI]2/[H2][I2] = (3.00)2/ (1.00)(2.00) = 4.50 << Kc Pertanto la reazione si ha una reazione da sinistra verso destra Per risolvere questo esercizio costruiamo una I.C.E. chart:   H2 I2 ⇌ 2 HI Stato iniziale 1.00 2.00   3.00 Variazione – x – x   + 2x All’equilibrio 1.00 -x 2.00 -x   3.00 +2x   L’espressione della costante di equilibrio è: Kc = [HI]2/[H2][I2] Sostituendo i valori si ha: 45.9 = (3.00+2x)2/(1.00-x)(2.00-x) = 9 + 4 x2 + 12 x/x2 – 3x + 2 Svolgendo e riordinando...

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