Nunha reacción do tipo aA + bB  productos, estudiada experimentalmente no laboratorio, obtivéronse os dados da táboa. Con eles calcula: 1.- A orde da.

Παρουσίαση με θέμα: "Nunha reacción do tipo aA + bB  productos, estudiada experimentalmente no laboratorio, obtivéronse os dados da táboa. Con eles calcula: 1.- A orde da."— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 Nunha reacción do tipo aA + bB  productos, estudiada experimentalmente no laboratorio, obtivéronse os dados da táboa. Con eles calcula: A orde da reacción respecto de A e B A orde total da reacción A constante da velocidade A ecuación da velocidade Experimento A (mol.l-1) B v (mol.l-1.s-1) 1 0,02 0,01 4,4.10-4 2 17,6.10-4 3 0,04 35,2.10-4 4 140,8.10-4 Con os valores dos experimentos 2 e 3 vemos que ao duplicarse o valor de [A] tamén se duplica o da velocidade o que nos indica que son directamente proporcionais A reacción é de orde 1 respecto a A Con os valores dos experimentos 1 e 2 vemos que ao duplicarse o valor de [B] o da velocidade aumenta cuadriplicándose; o que nos indica que a velocidade depende do cadrado da concentración de B. Corroboramos esta hipótese con os valores dos exp. 3 e 4, nos que comprobamos que 140, = , A reacción é de orde 2 respecto a B A orde total da reacción é = 3 a suma das ordes da reacción respecto aos reactivos

2 Resultando o valor da constante da velocidade k= 2,2.102
Cinética (páx.:2) Resultando o valor da constante da velocidade k= 2,2.102 4.- A expresión da ecuación da velocidade para esta reacción será:

3 Onde substituímos os valores de K e de T ; obtendo as ecuacións:
Unha substancia A descomponse seguindo unha cinética de segundo orde. A 600K o valor da cte. de velocidade é k= 0,55 l.mol-1.s-1 Calcula a velocidade de descomposición a esta Tª se A= mol.l-1 Se a 625 K a constante de velocidade é k= 1,50l.mol-1.s-1, calcula a enerxía de activación no intervalo de temperaturas considerado Segundo a ecuación de Arrhenius Temos dúas incógnitas “A” e “Ea”, e tamén dous valores de K e a temperatura correspondente, o que equivale a dicir que temos dúas ecuacións con dúas incógnitas: Sistema compatible determinado Utilizamos logaritmos neperianos para simplificar o cálculo, resultando: Onde substituímos os valores de K e de T ; obtendo as ecuacións:

4 Restando as ecuacións eliminamos a incógnita A,
cinética4 Restando as ecuacións eliminamos a incógnita A, e pasamos a ter unha ecuación con unha incógnita: Ea

5 1.-Un recipiente contén, en equilibrio, 3´6 moles deH2 , 13´5 moles de N2 e un mol de NH3 , a presión total de 1 atm. Calcular: a)Presión parcial de cada un dos gases b) Kp e Kc a 25ºC para o equilibrio N2(g) + 3H2(g) NH3(g)

6 2.-Cando se quenta unha mestura gasosa de 9 moles de hidróxeno e 6 moles de iodo a 500ºC, fórmanse no equilibrio 10 moles de ioduro de hidróxeno. a) Calcula a composición do equilibrio se á mesma temperatura se mesturan 5 moles de hidróxeno e 5 de iodo. b) ¿Como actúan a temperatura e a presión sobre o posible desprazamento do equilibrio?.Razóao. H I HI moles iniciais 9-X X X moles no eq. moles no eq. H I HI moles iniciais 5-X X X moles no eq. Resultando nH2 = n I2 = /7= 1,43 moles ; e nHI = 7,14 moles

7 b) ¿Como actúan a temperatura e a presión sobre o posible desprazamento o equilibrio?.Razóao H I HI A influencia dos cambios na temperatura, no equilibrio químico, non se pode predicir sen coñecer o signo de ΔH Nas reaccións exotérmicas lnK diminúe ao aumentar a temperatura Nas endotérmicas lnK aumenta ao aumentar a temperatura Os cambios de presión no afectan ao equilibrio porque o número de moles gasosos de reactivos é igual ao número de moles gasosos de productos.

8 Resultando a composición no equilibrio 0,99 M de Br2 , e 0,02 M de Br
3.-Introdúcense 2 moles de bromo nun balón de 2 litros e quéntanse a 1756 K, temperatura á que as moléculas de bromo se disocian en átomos do mesmo elemento. a) Escribe a ecuación para a constante de equilibrio referida ás concentracións. b) Se á citada temperatura, o 1% das moléculas de bromo se atopan disociadas en átomos, determina a composición do equilibrio. c) Determina o valor de Kc Br 2(g) Br (g) moles iniciais c(1 - α) c α onde c=1 e α=0,01 1(1 -0,01) ,02 moles/litro no eq. Resultando a composición no equilibrio 0,99 M de Br2 , e 0,02 M de Br

9 4. - Nun balón de 5 litros de capacidade introdúcense 5
4.- Nun balón de 5 litros de capacidade introdúcense moles de H 2(g) e 10-2 moles de I 2(s). Quentamos a mestura ata 450ºC ( a esta Tª o iodo é gasoso) e permitimos que se acade o equilibrio entre estas especies e o ioduro de hidróxeno gas. Unha vez en equilibrio observamos que a concentración de HI é 1, M. a) Escribe a ecuación química do equilibrio que ten lugar e deduce a expresión da constante do equilibrio referida a concentracións molares. b) Determina a concentración das distintas especies no equilibrio. c) Determina o valor de Kc H 2(g) + I 2(g) HI (g) moles iniciais – x – x x moles no eq. n = v.[HI] 2x=1, moles/litro . 5 litros x =9.10-3moles; x = 4, moles 0, , moles no eq.

10 5.-Para determinar o valor de Kc para a reacción 2AB(g) A (g) + B 2(g) introducen 2 moles de AB nun recipiente de 2L de capacidade. Unha vez acadado o equilibrio o número de moles de AB existentes é 0,06. a) Determina a composición da mestura unha vez acadado o equilibrio b) Calcula o valor de Kc para o devandito equilibrio 2AB(g) A (g) B 2(g) moles iniciais Se quedan 0,06, disociáronse ,06=1,94, formándose outros tantos de A e a metade e B 0, , ,97 moles unha vez acadado o equilibrio .

11 6.-Nun recipiente, inicialmente baleiro, de 5 litros, que se mantén a 300ºC, introdúcense 261g de PCl5 e péchase. Cando se alcanza a presión de equilibrio esta é de 16,45 atm. A) Calcúlese o grao de disociación térmica en PCl3 e Cl2 b) ¿Canto valen Kc e Kp ? PCl 5(g) PCl 3(g) Cl2(g) 1,25-x x x moles no eq. O número total de moles no equilibrio cumprirá PV=nRT. Por tanto: O grado de disociación porcentuado será

12 moles de dióxido de carbono introdúcense nun balón de 224 litros e quéntanse ata 300ºC. A presión estabilízase a 2,5 atm. Calcula: a) Composición do equilibrio, sabendo que o CO2 se disocia en CO e O2 b) Kc e Kp c) Se a temperatura se tivese elevado a 500ºC, ¿terían aumentado as constantes? ¿ Por que? CO CO + ½ O2 moles iniciais 10-x x x/2 moles no eq. Composición do equilibrio

13 7.-(continuación) b) Determinación das constantes Un aumento na Temperatura implica unha diminución no número de moles xa que segundo a lei dos gases perfectos, son inversamente proporcionais. Por tanto, a máis Tª o equilibrio desprázase cara á formación de reactivo: O valor das constantes diminuiría

14 8.-Nun matraz de 1 litro no que se fixo o baleiro, introdúcense 0,1724 moles de N2O4 e quéntase a 35ºC. Parte do N2O4 disóciase en NO2. Cando se acada o equilibrio a presión total é de 2,1718 atm. Calcular: a) O grado de disociación. b) As presións parciais no equilibrio. c) Kc V=1 litro T=308 K P=2,1718 atm Nestes datos hai un erro. Substitúeo por V=3 litros N2O NO2 0, eq) 0,1724-x x Moles que reaccionaron , dos 0,1724 iniciais, o que implica un grado de disociación do 49%.

15 8 continuación Cálculo das presións parciais no equilibrio Cálculo de Kc Sempre supoñendo que V=3 litros

16 9. -A constante de equilibrio Kc para a reacción Br 2(g) 2Br Vale 1,04
9.-A constante de equilibrio Kc para a reacción Br 2(g) Br Vale 1, , a 1285ºC. Un recipiente de 200 cm3, en equilibrio, contén 4, moles de Br2 a) ¿Cantos moles de Br están presentes no matraz? b) Se a reacción é endotérmica, ¿Que podes facer para aumentar a cantidade de Br? Br2(g) Br eq) 4, n Kc=1, T=1558 K V=0,2 l O número de moles de Br é b) Subindo a Temperatura, as reaccións endotérmicas desprazan o equilibrio, favorecendo a formación de productos, neste caso de Br. Para aumentar a cantidade de Br, aumentaría T

17 10.- Nun recipiente de 10 litros a 800 K introdúcense 1 mol de CO e 1 mol de H2O. Cando se acada o eq CO (g) + H 2O (g) CO 2(g) + H 2(g) se atopan presentes 0,665 moles de CO2 e 0,665 moles de H2. a) ¿Cales son as concentracións dos catro gases no equilibrio? b) ¿Cal é o valor de Kc para a devandita reacción a 800 K? CO (g) + H 2O (g) CO 2(g) + H 2(g) i) moles eq) 1-x x x=0, x=0,665 moles Son as concentracións molares dos catro gases durante o equilibrio O valor de Kc a 800 K será:

18 11.- Con respecto ao seguinte equilibrio en fase gasosa A (g) B (g) + C (g) Comenta as seguintes afirmacións, indicando de forma razoada se che parecen correctas, ou corrixíndoas no seu caso. a) O número de moles de C increméntase ó diminuír o volume do recipiente que contén aos gases. Falso: As variacións de volume non desprazan ao equilibrio por haber o mesmo número de moles de producto que de reactivo b) O número de moles de B increméntase o engadir unha nova cantidade de C á mestura en equilibrio Falso: Engadindo C ao equilibrio, favorécese a formación de A, en detrimento do número de moles de B c) O número de moles de C e de B increméntase se engadimos un catalizador Falso: O catalizador modifica a velocidade da reacción, para acadar o equilibrio. Unha vez en equilibrio, o catalizador non inflúe.

19 Ao medir a velocidade da reacción de descomposición do N2O5 en función da concentración e seguindo a reacción: 2N2O NO2 + O2, resultaron os datos da táboa. Determina a orde de reacción e a constante da velocidade [N2O5](mol.L-1) 0,1 0,2 0,3 0,4 V(mol.L-1.min-1) 6, 1, 1, 2, Por ser a velocidade de reacción directamente proporcional á concentración, podemos decir que se trata dunha reacción de primeira orde. Para determinar K utilizamos unha parella de datos

20 Da análise da reacción: CO + NO CO2 + NO, a 270ºC, resultaron os datos da táboa. Determina a) a orde de reacción b)a constante de velocidade a 270ºC c) a velocidade cando a concentración dos dous reactivos é M [CO](M) [NO2 ](M) Velocidade(Mh-1) Exp. 3.10-4 0,4.10-4 2, 1 0,8.10-4 4, 2 0,2.10-4 1, 3 6.10-4 4 13, 5 Nas exp que [NO2] é constante , vemos que v é directamente proporcional a [CO] Nas exp que [CO] é constante , vemos que v é directamente proporcional a [NO2] V = k[CO][NO2]. É de orde 2 Para calcular a constante utilizamos os valores dunha das experiencias V = k[CO][NO2]. 2, = k (3.10-4)(0,4.10-4) ; k = 1,9L.mol-1.h-1. Para calcular a velocidade: V = k[CO][NO2] = 1,9 L.mol-1.h-1. (2.10-4)(2.10-4) =7, M.h-1.

21 Introdúcense 1,5 moles de pentacloruro de fósforo (g) nun recipiente de 3 litros. Ao acadar o equilibrio, a 390 K e 25,6 atm., o pentacloruro está disociado nun 60% en tricloruro de fósforo (g) e cloro molecular (g). Calcula Kc e Kp. PCl PCl3 + Cl2 i) , mol iniciais eq) 1,5(1-α) ,5α 1,5α mol no equilibrio eq) 0, , ,9 mol no eq.

22 Unha mestura gasosa constituída inicialmente por 3,5 mol de hidróxeno e 2,5 mol de iodo quéntase a 400ºC, acádase o equilibrio obtendo 4,5 mol de HI , sendo o volume do reactor 10 litros. Calcula a) Kc e Kp. b) a concentración dos compostos se o volume se reduce a metade, mantendo a temperatura H I HI i) , , mol iniciais eq) 3,5-x 2,5-x x mol no eq. eq) 1, , , mol no eq. Segundo o ppo de Le Châtelier ao diminuír o volume desprázase o equilibrio cara a onde haxa menos moles gasosos. Neste caso ∆n=0 así que non cambia o número de moles presentes no eq. Resultando

23 A constante de equilibrio Kc da reacción N2O4 2NO2 vale 0,671 a 45ºC
A constante de equilibrio Kc da reacción N2O NO2 vale 0,671 a 45ºC. Calcule a presión total no equilibrio nun recipiente que se encheu con N2O4 a 10 atmosferas e a temperatura referida. Datos R= 0,082 atm.l.mol-1.K Selectivo Xuño 97. Madrid N2O NO2 i) n conc. inicial eq) n-x x conc. de equilibrio N2O NO2 i) c conc. inicial eq) c(1-α) c α conc. de equilibrio Nos dous casos temos dúas incógnitas e o problema resulta irresoluble. Teríamos que supor un valor para o volume.

24 Para unha certa cantidade de pentacloruro de fósforo á presión de 2atm e 473K de temperatura, a metade das súas moléculas están disociadas. Determina Kp. PCl5 (g) PCl3(g) + Cl2(g) n mol iniciais n0(1-α) n0 α n0 α mol no eq nT= n0(1+ α) A presión parcial de cada unha das especies, no equilibrio é:

25 Nun recipiente de un litro de capacidade se introduce amoníaco a 20ºC e 14,7 atm. A continuación , quéntase o recipiente a ta 300ºC e aumenta a presión a 50 atm. Determina o grado de disociación do amoníaco 2 NH3 (g) N2 (g) + 3 H2 (g) n mol iniciais n0-2x x x mol no eq nT= n0+2x

26 A constante de equilibrio Kp da reacción N2O4 2NO2 vale 1,74
A constante de equilibrio Kp da reacción N2O NO2 vale 1, a 27ºC. Calcule o valor de kp a 327ºC. Sendo ∆H0= 57.1kJ mol-1 N2O NO2

27 A relación entre kp e os valores termodinámicos é
Dada a reacción N2(g) + O2(g) NO(g). Calcula Kp a 25ºC. Datos: ∆H0f[NO(g)] =90,2kJ.mol-1; S0[N2(g)]=191,5J.mol-1K-1 ; S0[O2(g)]=204,8J.mol-1K-1 ; S0[NO(g)]=210,5J.mol-1K -1. A relación entre kp e os valores termodinámicos é N2 + O NO

28 Na descomposición de carbonato de calcio en óxido de calcio mais dióxido de carbono, calcula a constante do equilibrio Kpa 25ºC; e a presión parcial do dióxido de carbono no equilibrio. Datos: ∆G0f [CO2(g)]= - 394,4kJ.mol ∆G0f [CaCO3(s)]= -1128,8kJ.mol-1. ∆G0f [CaO(s)]=- 604,1kJ.mol-1 CaCO3(s) CO2(g) + CaO(s) Dado que dúas substancias están en fase sólida: Kp=pCO2 Presión parcial do dióxido de carbono 2, atm

29 Nun recipiente de 1l introdúcense 2 moles de N2 e 6 moles de H2 a 400ºC, establecéndose o equilibrio N2 (g) H2(g) NH3(g). Se a presión do gas no equilibrio é 288´2 atm, calcule o valor de Kc e Kp a esa temperatura Selectivo Xuño 97. Madrid

30 Fanse reaccionar 5 moles de aluminio metal con cloruro de hidróxeno en exceso para dar tricloruro de aluminioe hidróxeno gas (a) ¿Que volume de hidrçoxeno medido en condicións normais , se obtén? (b) Se todo o hidróxeno pasa sobre monóxido de cobre, en exceso, producíndose cobre metal e auga. ¿Que cantidade de cobre metal se obtén se o rendemento da reacción é do 60%? Selectivo Sept 97.

31 Nunha reacción A+B == AB , en fase gasosa, a constante Kp vale 4,3 á temperatura de 250ºCe ten un valor de 1,8 a 275ºC. (a) Enuncie o principio de Le Chatelier (b) Razoe se a devandita reacción é exotérmica ou endotérmica. (c) En que senso se despraza a reacción ao aumentar a temperatura Selectivo Xuño 04.

32 PAAU 2004 Nunha Reacción A + B AB en fase gasosa, a constante Kp vale 4,3 á temperatura de 250ºC e ten un valor de 1,8 a 275ºC. (a) Enuncie el Principio de Le Chatelier. (b) Razoe se a devandita reacción é exotérmica ou endotérmica. (c) ¿En que senso se despraza o equilibrio ao aumentar a temperatura?