Equilibrio Químico Ejercicio 3: Descomposición del NOCl en NO y Cl2: Kc y Kc’

En este ejercicio determinaremos el valor de la constante de equilibrio de una misma reacción química, el equilibrio químico de descomposición del NOCl en NO y Cl2, pero ajustada de distinta forma. Así, veremos que el valor de constante de equilibrio, Kc, depende del modo en que ajustemos la reacción, es decir, de los coeficientes estequiométricos.

Calcularemos, en el primer apartado, las concentraciones en el equilibrio. En el apartado b, calcularemos la constante de equilibrio, Kc, para la reacción NOCl = 1/2Cl2 + NO, y en el apartado c, calcularemos la constante de equilibrio, Kc’, para la reacción 2NOCl = Cl2 + 2NO.

El enunciado completo es:

En un recipiente de 2 dm3, a 25ºC, se introducen inicialmente 0,0429 moles de NOCl (g) y 0,01 moles de Cl2 (g). Se calienta el sistema hasta una tempeartura t, y evoluciona hasta alcanzar un estado de equilibrio según la reacción:

NOCl(g) <–> 1/2 Cl2(g) + NO(g)

En el equilibrio, se analiza el sistema y se determina que se tienen 0,0312 moles de NOCl(g). Calcula:

a) La cantidad de Cl2(g) y NO(g) en el equilibrio.

b) La constante de equilibrio, Kc, a la temperatura a la cual se hace la experiencia.

c) La constante de equilibrio, Kc’, a la temperatura t, para la reacción:

2NOCl (g) <–> Cl2(g) + 2NO(g)

Category: Ejercicios Equilibrio Químico and Vídeos Equilibrio Químico.

42 Comentarios

  1. Muchas gracias por estos vídeos, me voy a presentar a selectividad y la verdad que ayudan mucho. :) Pdt: no me cuadran los valores de la ecuación de segundo grado, me da negativa la raiz cuadrada.

    Iván, 4 Años Antes Reply

    • ¡Hola Iván! Bienvenido 😀 ¿Es posible que hayas dejado el comentario en el vídeo erróneo? Porque en éste en concreto no resolvemos ninguna ecuación de segundo grado.

      Un saludo,
      Carmen

      QuimiTube, 4 Años Antes Reply

      • huy si perdón! Era del ejercicio 4 😛 eso me pasa por verlos todos y salteados jeje gracias por el aviso

        Iván, 4 Años Antes Reply

  2. Hola, antes que nada me gustaría darte la enhorabuena por esta página, me parece espectacular. Me ha ayudado muchísimo a aprender a hacer los problemas de química. Si tuvieras un momento, me gustaría que le echaras un vistazo a un ejercicio resuelto de la PAU de Canarias, que me parece que tiene un error. El enunciado es el siguiente:

    En un recipiente de un litro se introducen 1.2 10-3 moles de bromuro de hidrógeno (HBr) gaseoso y secalientan hasta 500 K. Para la reacción de disociación del bromuro de hidrógeno en hidrógeno (H2) ybromo (Br2), cuya constante de equilibrio, Kc= 7.7•10-11, determine:
    a) El grado de disociación.
    b) Las concentraciones de bromuro de hidrógeno y de bromo molecular en el equilibrio.

    En la corrección, se ajusta la reacción así:
    HBr 1/2 Br2 + 1/2 H2

    Las concentraciones en el equilibrio son:
    HBr: 0,0012 – x
    Br2: x/2
    H2: x/2

    Al calcular la constante de equilibrio, Kc, en el numerador se multiplican los productos, ambos elevados a un medio, y en el denominador se coloca el HBr, es decir:

    Kc = [Br2]^(1/2)[H2]^(1/2) / [HBr]

    Mi duda es la siguiente: En la corrección, al sustituir por los valores anteriores, las concentraciones de los productos (1/2) no aparecen elevadas, sino que pasan a:

    Kc = (x/2)(x/2) / (0,0012 – x) = x^2/4 / (0,0012 – x)

    ¿Es este procedimiento correcto o se han olvidado de elevar los productos a 1/2?

    Por si puedes verlo, el archivo se encuentra en el siguiente enlace, y es el ejercicio 4 de la opción A del archivo “Examen de Química. Fase Específica _Junio 2010_”

    http://www.gobcan.es/educacion/General/pwv/DocsUp/4559_SOLUCIONARIOS_PAU_QUIMICA_2010.7Z

    Espero que puedas echarle un vistazo,
    Saludos cordiales,
    Isaac.

    Isaacajl, 3 Años Antes Reply

    • Hola Isaac, bienvenido. Yo también pienso que se han equivocado en el enunciado, faltarían sin dudas los exponentes 1/2 para que la ecuación fuese correcta, como de hecho te ponen en la expresión de Kc antes de sustituir por x/2. Imagino que en la corrección del examen debieron corregirlo correctamente, esto será un error posterior en el pdf de resolución.
      Un saludo grande,
      Carmen

      QuimiTube, 3 Años Antes Reply

      • Muchas gracias Carmen. Me gustaría saber si puedo hacerlo también de este otro modo, con el grado de disociación:

        HBr 1/2 Br2 + 1/2 H2

        Las concentraciones en el equilibrio serían:
        HBr: 0,0012 (1 – α)
        Br2: 0,0012 α
        H2: 0,0012 α

        Duda 1: ¿Cómo las concentraciones son de ½ mol, debo multiplicar “0,0012 α” por ½?
        Duda 2: ¿Al tratarse de concentraciones y solo disponer del número de moles, debo dividirlas entre un volumen “V”?
        Duda 3: ¿La solución del ejercicio es la misma si ajusto la reacción de manera diferente? Es decir, 2HBr Br2 + H2

        Isaacajl, 3 Años Antes Reply

        • Duda 1: No hay ningún problema con realizar el ejercicio con alfa, siempre que lo pongas como tú has indicado, (1-a). La única diferencia es que alfa corresponde al valor disociado por 1 mol, mientras que x son los moles disociados totales, no relativos.
          Duda 2: Sí, deberías dividir por V, pero al ser 1 litro te quedará todo igual.
          Duda 3: El valor de la constante de equilibrio cambia si ajustas la reacción de forma distinta, de modo que no, no obtendrías el mismo resultado, aunque lo más probable es que te lo pusieran bien. De hecho, por parte de los examinadores, lo más correcto sería indicar en el enunciado a qué ajuste de la reacción corresponde el valor de Kc que te dan. No obstante, si no te lo indican, como es el caso, yo te recomiendo que ajustes para 1 mol de reactivos, como aquí, HBr –> 1/2H2 + 1/2Br2.

          Quimitube, 3 Años Antes Reply

          • Si continúo el ejercicio a partir de Kc:

            Kc = [Br2]^(1/2)[H2]^(1/2) / [HBr] = (0,0012 α) ^(1/2) (0,0012 α) ^(1/2) / 0,0012 (1 – α)

            Simplificando, obtenemos que:

            Kc = α / (1 – α) = 7.7 * 10^(-11)

            Operando:

            α = 7.7 * 10^(-11) – 7.7 * 10^(-11) α
            α + 7.7 * 10^(-11) α = 7.7 * 10^(-11)

            Como 7.7 * 10^(-11) es muy pequeño comparado con 1, podemos decir que:

            α = 7.7 * 10^(-11)

            Duda 4: ¿Es posible que el valor de Kc sea igual al valor de α?
            Quizá me haya equivocado al realizar el cálculo.

            Isaacajl, 3 Años Antes

  3. Lo siento, he tenido un error al operar, el ejercicio quedaría de la siguiente manera:

    Si continúo el ejercicio a partir de Kc:

    Kc = [Br2]^(1/2)[H2]^(1/2) / [HBr] = (0,0012 α) ^(1/2) (0,0012 α) ^(1/2) / 0,0012 (1 – α) = 0,0012^2 α^2 / 0,0012 (1 – α)

    Simplificando, obtenemos que:

    Kc = 0,0012 α^2 / (1 – α) = 7.7 * 10^(-11)

    Operando:

    0,0012 α^2 = 7.7 * 10^(-11) – 7.7 * 10^(-11) α
    0,0012 α^2 + 7.7 * 10^(-11) α – 7.7 * 10^(-11)

    Utilizando la ecuación de segundo grado:

    α = – 7.7 * 10^(-11) ± [ (7.7 * 10^(-11))^2 – 4 * 0,0012 * –7.7 * 10^(-11)]^(1/2) / 2 * 0,0012 = – 7.7 * 10^(-11) ± 6,079 * 10^(-7) / 0,0024

    Obtenemos dos valores para α:
    α = 2,5 * 10^(-4)
    α = -2,5 * 10^(-4)

    Descartamos el valor negativo, por lo que α = 2,5 * 10^(-4)

    ¿Es posible que sea este el resultado?

    Isaacajl, 3 Años Antes Reply

    • ¡Hola! Me parece que tienes un error durante el desarrollo, ya que cuando tú tienes 0,0012a^(1/2)·0,0012a^(1/2) te queda simplemente 0,0012a, y después el 0,0012 se simplifica con el 0,0012 del denominador, de forma que te queda que Kc = a / (1-a)

      QuimiTube, 3 Años Antes Reply

      • ¿Entonces sería así?

        Kc = α / (1 – α) = 7.7 * 10^(-11)

        Operando:

        α = 7.7 * 10^(-11) – 7.7 * 10^(-11) α
        α + 7.7 * 10^(-11) α = 7.7 * 10^(-11)

        Como 7.7 * 10^(-11) es muy pequeño comparado con 1, podemos decir que:

        α = 7.7 * 10^(-11)

        ¿Es posible que el valor de Kc sea igual al valor de α?

        Isaacajl, 3 Años Antes Reply

  4. ¡Hola! Sí, es posible que te dé el mismo valor, creo que ahora la resolución es correcta. Ten en cuenta que cuanto más pequeña es la constante de un equilibrio menos desplazado se halla este hacia productos (porque los productos están en el numerador, y si la concentración de estos es muy pequeña, también será pequeña la constante). Por eso, si tienes una constante del orden de 10^(-11) como es el caso, que es pequeñísima, es lógico que tu compuesto esté muy muy poco disociado. Un saludo grande.

    QuimiTube, 3 Años Antes Reply

  5. ¡Buenas! Para la reacción:

    2HCl — H2 + Cl2

    Con una concentración de 0,082, ¿cuál de estas formas de escribir el equilibrio es correcta?

    A) [Así es como pensaba que había que hacerlo]

    HCl: 0,082 (1 – α)
    H2: 0,082 α
    Cl2: 0,082 α

    B) [Así es como aparece en una corrección]

    HCl: 0,082 (1 – α)
    H2: 0,082 α/2
    Cl2: 0,082 α/2

    Isaacajl, 3 Años Antes Reply

  6. La Kc da 10,96 puso mal la concentracion de Cloro ,cuidao con eso ahi :)

    Eliam, 3 Años Antes Reply

  7. es 5,85E-3 la concentracion de cloro no lleva el uno alante! Mis Respetos

    Eliam, 3 Años Antes Reply

  8. o me equivoco yo jejejeje

    Eliam, 3 Años Antes Reply

    • Hola Eliam, ¿al final te quedó claro el ejercicio? :)

      QuimiTube, 3 Años Antes Reply

  9. ¡Hola! Una dudilla, ¿al calcular K’c no habría que calcular de nuevo los moles que reaccionan y los que hay en el equilibrio? Porque al cambiar la estequiometria de la ecuacion cambiarian ellos también, ¿no?

    Elena, 3 Años Antes Reply

    • ¡Hola! No, porque el sistema es ajeno a cómo ajustemos nosotros la reacción, a él le da igual jejeje. Es un sistema con 0,0429 moles de NOCl en un recipiente que nosotros podemos estudiar ajustando de dos modos distintos, pero el sistema debe seguir siendo el mismo si no estamos interaccionando químicamente con él para modificarlo. Espero que se comprenda. Un saludo grande.

      QuimiTube, 3 Años Antes Reply

  10. Hola estara bien si en el examen dejo K sin magnitudes? y en la selectividad tambien es aceptable??

    Dayana, 3 Años Antes Reply

    • ¡Hola! Sí, está aceptado ponerla sin unidades, porque las unidades de la constante de equilibrio dependen de la reacción y de su ajuste y van cambiando.

      QuimiTube, 3 Años Antes Reply

  11. Hola, antes de nada felicitarte por tu gran trabajo, me está ayudando muchísimo. Tengo una duda referente a un ejercicio que no se resolver:
    El valor de Kc a 298K para la reacción de síntesis del amoniaco, a partir de sus elementos: NH3(g)====3H2(g) + 2NH3(g), es igual a 3,6×10(elevado8). De acuerdo con este dato, la Kc de la siguiente reacción a 298 K es…? NH3(g)===1/2N2(g) + 3/2H2(g)

    Gracias de antemano y ánimo para seguir ayudándonos tanto con tus videos.

    Maria Gonzalez, 3 Años Antes Reply

    • ¡Hola Maria! Gracias, me alegro de que te ayude :)

      En cuanto a tu duda, lo que ocurre es que no tiene el mismo valor de constante de equilibrio una misma reacción ajustada de forma distinta. Así, en el primer caso, tendrás la reacción de formación de amoníaco a partir de sus elementos, es decir, 3H2 + N2 = 2NH3 (no como tú la has escrito), y su Kc = [NH3]^2/([H2]^3·[N2]) = 3,6·10^8. Para el segundo caso, cuando ajustas la reacción como 1/2N2 + 3/2H2 = NH3, entonces la Kc’ = [NH3]/([N2]^(1/2)·[H2]^(3/2)), y tendrás que hacer una relación matemática entre ambas expresiones para determinar la Kc de la segunda expresión. Fíjate que si tú aplicas raíz cuadrada a la primera expresión obtienes la segunda, así, Raíz (Kc) = Kc’.

      QuimiTube, 3 Años Antes Reply

      • Muchísimas gracias por tu respuesta, me ha ayudado mucho!

        Un saludo

        Maria Gonzalez, 3 Años Antes Reply

  12. eres una magnifica profesora te entiendo perfectamente gracias

    Luis Gustavo, 3 Años Antes Reply

    • Muchísimas gracias, me alegro de que te gusten las explicaciones :)

      QuimiTube, 3 Años Antes Reply

  13. hola me sirvieron mucho tus videos, y tengo una duda a cerca de un ejercicio q no puedo resolver si me podrias ayudar te estaria muy agradecida. dice a 600°C Kc=4,6 para la reaccion 2SO2 + O2 = 2SO3
    una cierta cantidad de SO3 se coloco a 600°C en un recipiente de un litro cuando el sistema alcanzo el equilibrio se hallaron 2moles de O2 ¿Cuantos moles de SO3 habia originalmente en el recipiente? si me lo podrias resolver seria de gran ayuda muchas Gracias!!

    stefania gomez, 3 Años Antes Reply

    • Hola Stefania, espero que comprendas que no te podemos resolver el problema, sólo orientarte. En este caso no dispones del número de moles iniciales, por lo que lo dejarás como n sub cero. De esos moles iniciales se disociarán x, n-x para el SO3. Como por cada 2 moles de SO3 que se disocien aparecerá 1 mol de oxígeno, te aparecerán 1/2x de O2, y esto será igual a 2 moles (porque te lo dice en el enunciado). Así podrás despejar la x, y con el valor de la constante, 4,6, también podrás despejar la n, es decir, la concentración inicial de SO3 (coincidirá con el número de moles porque tienes un recipiente de un litro).

      QuimiTube, 3 Años Antes Reply

  14. Una duda, en el Cl donde tienes inicialmente 0.01 mol y en la reacción 5.85 x10-3 porque en el equilibrio tienes 0.01585 mol? Que no se supone que se debe restar la cantidad inicial a la de la reacción como se hizo en el caso del NOCl? Esa duda tengo.

    Alejandra, 3 Años Antes Reply

  15. Hola! Lo primero felicitarla por la página, ya que me está ayudando mucho para prepararme Selectividad por segunda vez; en segundo lugar me gustaria que me resolviera una duda: ¿Por qué se suman los moles iniciales de Cl2 con los moles que reaccionan, en lugar de restarlos? Muchas gracias, un saludo

    May, 3 Años Antes Reply

    • ¡Hola! Porque al ser un producto tienes que tener en cuenta que se está formando, y por tanto está aumentando su concentración a medida que se descompone el NOCl y se va formando Cl2. Si además al principio de la reacción tenías cierta cantidad de Cl2 en el recipiente, al llegar al equilibrio tendrás ambas concentraciones, la que había inicialmente y la que se ha formado por descomposición, por eso debes sumarlas, y no restarlas. Piénsalo con un ejemplo numérico sencillo, si tenías 1 mol y por reacción se forman 0,5 moles más, al final tienes 1,5 moles de Cl2, no 0,5.

      QuimiTube, 3 Años Antes Reply

  16. Hola! Está correcta la Kc? Por más que la calcula me da 2.97 x 10^-3. Gracias!

    Jackie, 2 Años Antes Reply

    • ¡Hola! Sí, está correcta, ¿has mirado si tal vez te has dejado algún exponente? O quizá hayas ajustado la reacción de forma distinta a como la he ajustado yo. Si esto fuese así, sería normal que te diese distinto (el valor de la constante depende de cómo ajustemos la reacción). Un saludo.

      QuimiTube, 2 Años Antes Reply

  17. Hola, ¿Podrías decirme como se calcula la Kx?. Gracias de antemano. Y otra duda: ¿De producto de solubilidad tienes algún vídeo?.

    jose manuel, 1 Año Antes Reply

  18. Hola, mi duda es sobre el apartado c, ya que una vez q los coeficientes estequiometricos son distintos, se supone q las concentraciones en el equilibro tmb seran distintas, y veo q has usado en la ecuacion de K´c los mismos valores de Kc..no se deberian usar nuevos valores?

    Jaime Martin, 1 Año Antes Reply

    • Hola Jaime, la variación de los coeficientes estequiométricos de la reacción no varía las concentraciones. Una cosa es cómo ajustemos nosotros la reacción, que es algo teórico, y otra cosa lo que realmente tengas en el recipiente. Ten en cuenta que la reacción no sabe nada de cómo la estás ajustando, hay lo que hay, y esto no puede cambiarse. Por tanto cambiará la constante con un distinto ajuste, pero las concentraciones nunca lo harán. Un saludo grande.

      QuimiTube, 1 Año Antes Reply

  19. Hola! Tengo una pequeña duda:
    A la hora de hacer este tipo de ejercicios en algunas veces dividen los moles entre los litros y en otros no (sin que el volumen sea 1L). ¿Cuándo debo dividirlos?
    Muchas gracias!

    Izas, 1 Año Antes Reply

    • ¡Hola! Es posible que veas algún ejercicio en el que se haya omitido el volumen directamente porque se simplifique. Por ejemplo, imagínate que tienes Kc = [A]·[B]/[C]·[D]. Si lo pusieras en moles/V, tendrías Kc = (moles A/V)·(moles B/V)/(moles C/V)·(moles D/V). Pero como tendrás V2 en el numerador y V2 en el denominador se simplifican, por lo que resulta indiferente si había 10 litros, 5 o V, en general. Solo se me ocurre este caso en el que puedas no dividir a pesar de que el volumen no sea un litro.

      QuimiTube, 1 Año Antes Reply

  20. Hola, me podrias dar una orientación de como resolver este ejercicio
    la constante de equilibrio para la reaccion siguiente es kp=1.6*10^5 a 1000º C
    A) calcular la constante de equilibrio a 1200ºC, suponiendo que la entalpia no varia con la temperatura
    1/2H2(g)+1/2Br(g)=HBr(g)
    B) la constante de equilibrio de la reaccion HBr(g)=1/2Br(g)+1/2H2(g)

    muchas gracias

    Jennifer Sanchez, 6 Mess Antes Reply


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