Equilibrio químico y disoluciones

3. Se mezclan 0,250 L de disolución de sulfato de potasio (K2SO4) 3,00×10−2 M con 0,250 L de disolución de nitrato de bario (Ba(NO3)2) 2,00×10−3 M. Considere los volúmenes aditivos

a. Escriba el equilibrio BaSO4 (s) ⇌ Ba2+ (ac) + SO2- (ac).

b.Justifique si se forma algún precipitado. • El sulfato de potasio K2SO4 es una sal soluble que se disocia en sus iones, K+ y SO 2- . • El nitrato de bario Ba(NO3)2 es una sal soluble que se disocia en sus iones, Ba2+ y NO - . • Al ser volúmenes aditivos, el volumen total es de 0,5 L. Al ser volúmenes aditivos, el volumen total es de 0,5.

Calculamos las concentraciones con los iones aportados, antes de tener en cuenta el producto de solubilidad [Ba2+][SO2-] = 0,25 • 3 • 10−2 :(0,25 + 0,25) = 1,5 • 10−2M / Los iones sulfato provienen del sulfato de potasio [K+] = 0,25 • 2 • 10−3: (0,25 + 0,25) = 10−3M / Los iones bario provienen del nitrato de bario Si comprobamos el producto [Ba2+][SO2-] = (1,5 • 10−2) • (10−3M) = 1,5 • 10−5 > ⚖️ vemos que es mayor que el producto de solubilidad, por lo que sí se formará precipitado de BaSO4.

c.Variación de la solubilidad. El sulfato de amonio es una sal soluble que se disocia en sus iones, NH + y SO 2- . El aumento de iones sulfato en la disolución produce el efecto ion común, desplazando el equilibrio hacia la izquierda y disminuyendo la solubilidad.

4. Se establece el equilibrio PCl5 (g) ⇌ PCl3 (g) + Cl2 (g) calentando 10,4 g de pentacloruro de fósforo a 150 °C en un recipiente de 1 L y se observa que la presión total que se alcanza en el equilibrio es 1,91 atm

a.Planteamos el equilibrio con número de moles PCl5⇌ PCl3 Cl2 Inicial nx0 0 0, Reaccionan x x x, Equilibrio n0-x x x.

b.Calcule las concentraciones molares de todas las especies en el equilibrio. Definimos n0 como número de moles inicial. El número total de moles de gas en el equilibrio es nT=(n0-x)+x+x=n0+x mol, 𝑃=𝑛𝑅𝑇 : 𝑉 = 1,91𝑎𝑡𝑚⋅1𝐿 : 0,082⋅(273+150) = 5,5⋅10−2 𝑚𝑜𝑙 𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝑔𝑎𝑠. La masa molar de PCl5 es 31+5⋅35,5=208,5 g/mol PCl5. Tenemos 𝑛0 = 10,4𝑔 de PCl5: 208,5𝑔/𝑚𝑜𝑙 = 5⋅10−2𝑚𝑜𝑙 de PCl5. ///Despejando: 5,5⋅10-2 mol de gas = 5⋅10-2 mol de PCl5 + x → x = 5,5⋅10-2 – 5⋅10-2 = 0,5⋅10-2 mol.// En el equilibrio las concentraciones de los gases son • [PCl5]=n0-x=(5⋅10-2 -5⋅10-3 )/1= 4,5⋅10-2 M; • [PCl3]=[Cl2]=5⋅10-3 /1= 5⋅10-3 M.

c.Calcule las constantes del equilibrio Kc y Kp. De la definición de Kc = [PCl3][Cl2]:[PCl5] = (5⋅103)'2 : 4,5⋅10−2 = 5,56 ⋅ 10−4 moles.//De la relación entre Kc y Kp / ⚖️ = ⚖️(𝑅T)'Δ𝑛 = 5,56 ⋅ 10−4 ⋅ (0,082 ⋅ (273 + 150))'(2-1) = 1,93 ⋅ 10−2 atm.

d. Justifique cómo afecta a la disociación de PCl5. Si la temperatura es constante, la constante de equilibrio es constante. Si aumenta la presión por reducción de volumen, según Le Châtelier el equilibrio se desplaza hacia donde haya menor número de moles gaseosos, que en este caso es hacia el reactivo, por lo que el PCl5 estará menos disociado. 

FÓRMULAS: