Constantes de equilibrio 36

 

El hidrogenocarbonato de sodio de descompone a 120 ºC según el equilibrio:

2 NaHCO3 (s) Na2CO3 (s) + CO2 (g) + H2O (g)

En un recipiente cerrado de 2 litros en el que se ha hecho el vacío, se introduce cantidad suficiente de NaHCO3 y se calienta a 120 ºC. La presión total en el equilibrio es de 2,25 atm. Calcular:

a)  Kc y Kp para este equilibrio a 120 ºC.

b)  La composición en peso de la mezcla gaseosa en el equilibrio.

 

 

Solución:

Datos: V = 2 L; T = 393 K; P = 2,25 atm

a)  La presión total es debida a los únicos gases que hay en el equilibrio, o sea, el dióxido de carbono y el vapor de agua, y como la proporción de cada uno de estos compuesto es la misma la presión de cada uno de ellos será igual, por tanto:

P (CO2) + P (H2O) = P

Si P (CO2) = P (H2O) = P’, sustituyendo en la anterior expresión tenemos que:

P’ + P’ = P 2 P’ = P P’ = P/2

P’ = 2,25 atm/2 = 1,125 atm

Según la ecuación de los gases ideales:

P’ V = n’ R T n’ = P’ V/R T

n' = 1,125 atm·L/(0,082 atm·L/mol·K)·393 K = 0,06982 moles

KC = [CO2]·[H2O] = (0,06982 moles/2 L)·(0,06982 moles/2 L) = 1,22·10-3 mol2 L–2

Kp = Kc (R T)Δn

Δn = Σnº moles productos – Σnº moles reactivos

Δn =(1 + 1) – 0 = 2

Kp = 1,22·10-3 mol2 L–2·[(0,082 atm·L/mol·K)·393 K]2

Kp = 1,267 atm2

b)  Pesos moleculares:

Pm (CO2) = 12 + 32 = 44             Pm (H2O) = 2 + 16 =18

Masa de CO2:

0,06982 moles·(44 g/mol) = 3,07 g

Masa de H2O:

0,06982 moles·(18 g/mol) = 1,26 g

 

 

 

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