Constantes de equilibrio 10

 
A cierta temperatura el PCl5 se disocia en PCl3 y Cl2. Cuando se alcanza el equilibrio de esta reacción, llevada a cabo en un recipiente de 10 litros, se comprueba que las concentraciones son 0,8 mol/L de PCl5, 0,2 mol/L de PCl3 y 0,2 mol/L de Cl2. Calcula Kc para el equilibrio en estas condiciones e interpreta cómo se desplazará y cuáles serán las nuevas concentraciones si una vez alcanzado este se reduce el volumen a 5 litros.
 
Solución:
 
Datos: V0 = 10 L, [PCl5]eq = 0,8 M; [PCl3]eq = 0,2 M; [Cl2]eq = 0,2 M
 
Reacción: PCl5 ↔ PCl3 + Cl2
 
Constante de equilibrio:
 
 
Al reducir el volumen se ha alterado el equilibrio y por tanto la reacción se desplazará hacia donde halla menos moles, de manera que se vuelva a restablecer dicho equilibrio (ley de Le Chatelier).
 
Veamos cuáles son las nuevas concentraciones en equilibrio al reducir el volumen y si verdaderamente el sentido de la reacción es hacia la izquierda.
 
Concentraciones iniciales:
 
 
Constante de equilibrio:
 
 
Como K’c > Kc y ambas constante han de ser iguales (ya que al no variar la temperatura el valor de Kc no se altera), el valor de K’c deberá decrecer, por tanto el denominador de la fracción correspondiente a esta última constante deberá aumentar y el numerador disminuir, o sea, que la concentración del reactivo crecerá y el de los productos se reducirá, luego el sentido de la reacción es hacia la izquierda, como ya se ha dicho anteriormente, cosa por otra parte lógica pues en el primer miembro de la ecuación el número de moles es menor que los del segundo miembro y por tanto ocupará menos volumen.
 
 

 

 
PCl5
PCl3
Cl2
Concentraciones iniciales
1,6
0,4
0,4
Concentraciones que reaccionan
x
x
Concentración que se obtiene
x
Concentraciones en equilibrio
 1,6 + x
 0,4 – x
 0,4 – x
 
 
 
El valor 0,74 no es válido ya que es mayor que 0,4 (concentración inicial de los productos)
 
Concentraciones en el nuevo equilibrio:
 
[PCl5] = (1,6 + 0,11) M = 1,71 M; [PCl3] = [Cl2] = (0,4 – 0,11) M = 0,29 M

 

 

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