Ley de Le Chatelier 02

 

El yodo reacciona con el hidrógeno quedando en equilibrio con el yoduro de hidrógeno. Si quisiese aumentar la cantidad de yoduro de hidrógeno se tendría que:

 
a)      Aumentar la presión de la mezcla.
 
b)      Añadir un catalizador.
 
c)      Aumentar el volumen del recipiente.
 
Solución:
 
I2 (g) + H2(g) ⇔ 2HI
 
a)      El aumento de presión no afecta, pues en ambos miembros de la ecuación hay el mismo número de moles.
 
b)      La presencia de un catalizador no afecta el equilibrio de una reacción, únicamente influye en su velocidad.
 
c)      El aumento del volumen tampoco afecta por el mismo motivo del apartado a).

 

Ley de Le Chatelier 01

 

Indicar razonadamente hacia dónde se desplaza la reacción en los siguientes casos:

 

a)      H2 (g) + Cl2 (g) ⇔ 2 HCl (g), +Q; cuando se varía la presión y cuando se varía la temperatura.

 

b)      S (s) + O2 (g) ⇔ SO2 (g), +Q; cuando se varía la concentración y cuando se varía la presión.

 

c)      NaOH (s) + HCl (g) ⇔ NaCl (s) + H2O (l), +Q; cuando se varía la presión y cuando se varía la temperatura.

 
(Nota: +Q indica que la reacción produce calor)
 
Solución:
 
a)      Como ambos miembros tienen el mismo número de moles, la variación de presión no afecta.
 
La reacción produce calor hacia la derecha y la absorbe hacia la izquierda, luego si se aumenta la temperatura la reacción se desplaza hacia donde la consume o sea, hacia la izquierda. Si se disminuye la temperatura la reacción se desplaza hacia la derecha.
 
b)      Un aumento de concentración desplazará la reacción hacia el lado contrario de los compuestos cuya concentración ha aumentado (más compuesto para reaccionar)
 
Una disminución de concentración desplazará la reacción hacia la parte donde se ha disminuido la concentración.
 
El azufre es un sólido por tanto la presión no le afecta y únicamente se ha de tener en cuenta el número de moles que hay de los compuestos gaseosos, que en este caso, es igual en ambos miembros, luego la presión no afecta al equilibrio de la reacción.
 
c)      La presión no afecta ni a los sólidos ni a los líquidos, solamente a los gases. Por lo tanto un aumento de presión desplazará el equilibrios hacia la derecha (menos moles de gas), y una disminución hacia la izquierda (más moles de gas).
 
En cuanto a la variación de la temperatura, ocurre igual que en el caso a), ya que también se trata de una reacción exotérmica.
 

Constantes de equilibrio 07

 
En un recipiente de un litro se encuentran en equilibrio la mezcla de gases siguientes: dióxido de nitrógeno, dióxido de azufre, trióxido de azufre y monóxido de nitrógeno, de acuerdo con la siguiente reacción química: SO2 (g) + NO2 (g) ⇔ SO3 (g) + NO (g), las concentraciones en el equilibrio son: [SO2] = 0,8 M; [NO2] = 0,1 M; [SO3] = 0,6 M; [NO] = 0,4 M. Manteniendo constante la temperatura, se desea conocer los moles que han de añadirse de NO, para que la concentración en NO2 sea de 0,3 M.
 
Solución:
 
Datos:
 

 
Puesto que ya conocemos las concentraciones en el equilibrio, tanto de los productos como de los reactivos, podemos aplicar directamente la ley de Acción de Masas o de Guldberg y Waage. Recordemos que dicha ley, permite el cálculo de constantes de equilibrio.
 
En este caso podemos calcular Kc (en función de las concentraciones) que al ser un equilibrio en sistema homogéneo gaseoso y no haber cambio en el número de moles de productos a reactivos, coincidirá con Kp (en función de las presiones parciales), con K(en función de las fracciones molares) y con Kn (en función del número de moles).
 
Así pues: Kc = Kp = Kx = Kn (No llevará unidades en este caso)
 

 

 

El hecho de mantener constante la temperatura permite afirmar que la constante del equilibrio no varía al añadir x moles de NO, ya que dicha constante variaría o podría variar al cambias la temperatura. Lo que sí ocurre es un desplazamiento del equilibrio tendiendo a desaparecer NO y por tanto a formar NO2 (Ley de Le Chatelier–Braun)

 
Podremos por tanto en este supuesto, volver aplicar la expresión de la ley Guldberg y Waage, para calcular ahora la cantidad añadida x de NO.
 
Hacemos las siguientes consideraciones:
 
Si la concentración de NO2 varió con la adición de NO desde 0,1 M a 0,3 M, han aparecido 0,2 moles.
 
La concentración de SO2 será ahora de (0,8 + 0,2) M = 1 M.
 
La concentración de SO3 será ahora de (0,6 – 0,2) M = 0,4 M
 
La concentración de NO será ahora de (0,4 + x – 0,2) M = (0,2 + x), siendo x la cantidad añadida.
 
Por tanto la expresión de la ley de Acción de Masas queda como sigue:
 

 

Se han de añadir 2,05 moles de NO.