En este ejercicio de equilibrio químico, dadas las cantidades iniciales de nitrógeno gaseoso, N2 ,y de hidrógeno gaseoso, H2, y la cantidad de amoníaco, NH3, en el equilibrio, calcularemos la constante de equilibrio, Kc, para la reacción de síntesis de amoníaco a 350ºC.
Asimismo, también determinaremos cómo afectan el volumen y la temperatura a dicho equilibrio químico para mejorar el rendimiento de síntesis de amoníaco según el principio de Le Chatelier.
El enunciado completo es:
En un recipiente metálico de 2,0 litros se introducen 28 gramos de N2 y 3,23 gramos de H2. Se cierra y se calienta a 350ºC. Una vez alcanzado el equilibrio se encuentran 5,11 gramos de NH3.
a) Calcular el valor de Kc de la reacción de síntesis del amoníaco a dicha temperatura.
b) ¿Qué deberíamos hacer en relación al volumen del recipiente y en relación a la temperatura para aumentar el rendimiento de la reacción de obtención de amoníaco?
Category: Ejercicios Equilibrio Químicoy Vídeos Equilibrio Químico.
No hay dudas excepto una cosa.
Entiendo por qué se hace así, pero yo cuándo lo he hecho antes de mirar el video, ajusté el equilibrio así:
N2 + 3H2 2NH3
Y Kc me dió 0,26 en vez de 0,52.
Mi pregunta es, por qué hay que ajustar la reacción así? Siendo la misma proporción no debería dar lo mismo?
No sé si me explico, entiendo el ejercicio, pero muchas veces, como en estos ejercicios o por ejemplo en los de la lei de Hess, tiendo a ajustar reacciones evitando en la medida de lo posible los coeficientes con fracciones, aunque tenga que multiplicar toda la reacción por 2.
La que se ha de usar es la que da un producto con coeficiente igual a 1, si no me equivoco? O cómo?
Saludos!
Cephalopod, 1 Año Antes
Te explicas perfectamente y es una duda muy razonable, porque efectivamente, la Kc da un valor distinto en función de cómo ajustas la reacción, pero en ambos casos es correcto. El valor de Kc es para la reacción que tú ajustas porque los coeficientes estequiométricos aparecen en la expresión de la constante como exponentes, por lo que si varías estos exponentes Kc ha de cambiar. Es decir, está bien tu resultado y también el mío.
En cuanto a lo de termoquímica dependerá de si calculas un valor de entalpía (pongamos por caso) para la reacción tal cual esté o para un mol de compuesto. Si es el primer caso (no das resultado en kJ/mol sino solo en kJ) la puedes ajustar como quieras, como te convenga. Si es el segundo caso (darás un resultado en kJ/mol), te conviene ajustar los coeficientes estequiométricos de forma que te quede un 1 delante del producto en cuestión.
Quimitube, 1 Año Antes
De acuerdo, trataré de ajustar reacciones siempre en relación al producto, aunque esté bien de ambas formas así lo estandarizo con respecto a los ejercicios de termoquímica, que el 99% te dan datos en kj/mol.
Cephalopod, 1 Año Antes
Me parece una estrategia recomendable.
Quimitube, 1 Año Antes
Me agradan todos tus videos explicas muy bien =), quisiera saber si subirás videos sobre equilibrio de complejos, ya que tengo algunas dudas.
Eduardo, 1 Año Antes
¡Hola! Muchas gracias y bienvenido
En principio no grabaré nada sobre equilibrio de complejos porque exceden los conocimientos del último curso de bachillerato en España, que es en el que me estoy basando. Seguramente los trataré cuando pase a química universitaria, que tengo intención de llegar, pero mucho más adelante por cuestión de tiempo. Lo lamento…
Quimitube, 1 Año Antes
Hola Carmen!
De nuevo me gustaría que me ayudaras con un par de ejercicios de selectividad. Son teórica, creo que sobre Le Chatelier… No sé si es el mejor sitio para preguntarlo, pero nunca sé dónde dejar el comentario!
Las soluciones están más abajo, pero no entiendo por qué son esas…¿Te sabría mal explicármelo cuando puedas?
1)
El dióxido de nitrógeno es un gas de color rojizo que reacciona consigo mismo (se dimeriza) para dar lugar al tetraóxido de dinitrógeno, que es un gas incoloro.
Se ha comprobado que una mezcla a 0 ºC es prácticamente incolora, mientras que a 100 ºC tiene color rojizo. Considerando esto:
a) Escribe la reacción en equilibrio que se produce.
b) Justifica si la reacción es exotérmica o endotérmica.
c) Qué cambio de color se observará a 100 ºC si se aumenta la presión del sistema?
d) Justifica si se modificará el color de la mezcla si, una vez se ha llegado al equilibrio, se añade un catalizador.
Soluciones (1). (2 punts)
a) 0,25 punts. 2 NO2 → N2O4
b) 0,75 punts. Exotérmica
c) 0,5 punts. De rojo a incoloro
d) 0,5 punts. No
Y otro ejercicio que tampoco entiendo:
2)
Para la reacción en estado gaseoso, 2NO + 2CO 2CO2 + N2 la constante de equilibrio Kp vale 1·10^6, a 25ºC. Determina:
a) Si la reacción es o no espontánea.
b) Si la reacción es exotérmica, justifica hacia donde se desplazará el equilibrio si disminuye la Tª.
Como ves no llevo nada bien esto… Ayúdame por favor! ^^
Gracias por tanta ayuda!!!
Sara, 8 Mess Antes
¡Hola! Ese ejercicio de examen me suena mucho… Junio de 2012… ¿Te examinas en la UIB? ¡A ver si nos vamos a cruzar por el pasillo!
En cuanto a la respuesta, vamos allá.
EJERCICIO 1
a) Bueno, la reacción de dimerización ya la has indicado en el resultado. Como ves es simplemente que 2 moléculas se convierten en una única molécula, solo que debes poner una doble flecha.
b) Para ver si la reacción es exotérmica o endotérmica, debemos fijarnos en qué sucede cuando variamos la temperatura. Nos dicen que a 0ºC la mezcla es prácticamente incolora, es decir, tenemos el dímero N2O2, que es incoloro; la reacción está desplazada a productos. A 100ºC, en cambio, la mezcla es rojiza, lo que significa que tenemos el monómero, NO2, está desplaza a reactivos. Así, una disminución de la temperatura desplaza la reacción hacia los productos, porque vemos que a 0ºC tenemos solo N2O2. Las reacciones que se ven favorecidas con una disminución de temperatura son las exotérmicas, porque si yo bajo la temperatura, el sistema intenta contrarrestar esa disminución desplazándose en el sentido en que emite calor.
c) Si aumentamos la presión, el sistema tiene hacia el sentido en el que hay menos moles (que ejercerán menos presión y “aliviarán” el sistema). A la izquierda tienes dos moles (2NO2) y a la derecha 1 mol (1N2O2), por lo que el aumento de presión provocará un desplazamiento hacia productos, a la derecha, y le mezcla se volverá incolora.
d)La adición de un catalizar únicamente modifica la velocidad de reacción directa y/o inversa, pero no modifica el estado de equilibrio (esto es simplemente teoría, siempre es así). Si el estado de equilibrio no se ve modificado, pues tampoco lo hará el color de la mezcla porque las concentraciones ya no varían.
Voy con el 2, ahora te pongo este para que te lo puedas ir mirando (¡espero que lo veas antes de mañana!).
Quimitube, 8 Mess Antes
EJERCICIO 2
a) Para este apartado usaremos una aproximación que hay para los gases ideales que nos relaciona la variación de energía libre de Gibbs con la constante Kp. Es: DG = -RTlnKp
Así, la energía libre de Gibbs es proporcional pero cambiado de signo al logaritmo neperiano de Kp. Como lnKp te da positivo, la variación de energía libre de Gibbs es negativa y, por tanto, la reacción es espontánea.
b) Si es exotérmica, DH < 0. Una disminución de la temperatura favorecerá (como hemos dicho en el ejercicio 1) la reacción exotérmica, ya que el sistema intentará contrarrestar la disminución de temperatura emitiendo calor, por lo que ésta se desplazará hacia los productos, es decir, hacia la producción de CO2 y N2.
Quimitube, 8 Mess Antes
jajajajaja Sí, ahora en septiembre en la UIB! ¿Eres de por aquí????? Ö
El ejercicio 1 me ha quedado clarísimo, el 2 no tanto porque esa aproximación que me explicas no la he visto nunca!! Me lo volveré a leer de todas formas…
Ojalá me cruce contigo en el pasillo, te saludaré, eh?? jijijiji
Un abrazo y gracias (otra vez!)
Sara, 8 Mess Antes
Sí, sí, soy de aquí, estudié en la UIB la carrera y ahora voy todos los días porque hago un máster. Casualidades de la vida
¡¡¡Muchísima suerte para mañana!!!
QuimiTube, 8 Mess Antes
Pues sí, casualidad total!!!
Gracias, ojalá me vaya bien (aunque lo dudo…tendré que volver a presentarme el año que viennnneeeeSOCORRO)
un beso!!
Sara, 8 Mess Antes
Hola Carmen!!
Quería darte las gracias otra vez (qué pesadaaaa!!!) pero he sacado un 9!!!!!!! Está claro que ha sido gracias a tus explicaciones…^^
Una curiosidad…¿Por qué el Fe i el Si son dos de los elementos más abundantes en la tierra? ¿Hay alguna explicación? Una vez el profesor lo preguntó y no se volvió a comentar (nosotros, listillos, no quisimos recordárselo jajaja)
Un abrazo!
sara, 8 Mess Antes
¡¡Hola Sara!! Pesada en absoluto, todo lo contrario, me hace una ilusión enorme que hayas venido aquí para comentar tu ¡¡¡NOTAZA!!! ¡Un nueve! ¡Guau! ¡Enhorabuena!
Ha sido gracias a tu esfuerzo, pero si yo he ayudado a que el esfuerzo fuese un poco más ameno, me alegro 
Ya sabes, siempre puedes recomendarnos jejeje
En cuanto a tu curiosidad pues lo cierto es que lo del hierro no estoy segura, no sé si es debido a sus propiedades magnéticas o a propiedades nucleares y de fisión, intentaré consultarlo a ver si lo averiguo; el silicio, si no estoy equivocada, es porque puede formar cuatro enlaces covalentes, que son muy fuertes y por tanto estables, y además es relativamente ligero. Por eso los compuestos de silicio son muy resistentes…
En fin, si averiguo más cosas ya te comento, podrás preguntarlo en el foro que hemos instalado (quimiforo) cuando esté operativo (como me comentaste que nunca sabías dónde dejar las dudas, y era cierto, hemos puesto en marcha un foro).
En fin, enhorabuena.
P.D.: ¿Qué vas a estudiar?
QuimiTube, 8 Mess Antes
Respecto a la abundancia del hierro: es el elemento más estable de los que forman la corteza terrestre.
La estabilidad está relacionada con la energía de enlace por nucleón (partículas que forman los núcleos atómicos) y el número de las mismas que es el número másico,A.
Las fuerzas entre partículas nucleares son más fuertes que las fuerzas de enlace entre átomos.
El número de nucleones viene dado por el número másico, A, y la relación entre este valor y la energía puesta en juego para dar lugar a un núcleo (unión de nucleones), da un valor determinado, que, para el Fe-56, es el máximo de todos los núcleos existentes en la corteza terrestre.
Por eso el Fe es el elemento mas abundante, ya que es el más estable. Un saludo
Anaquimi, 8 Mess Antes
¡Fenomenal! ¡Muchas gracias!
A ver si a lo largo de esta semana instalamos el foro correctamente y todas estas cuestiones interesantes pueden quedar enmarcadas en hilos de conversación más adecuados, para que sean accesibles a todos los usuarios. Espero que podamos seguir compartiendo cosas ahí de ahora en adelante. Gracias nuevamente.
QuimiTube, 8 Mess Antes
Me parece muy razonable y además me encantará compartir lo que haga falta en ese foro que seguro tendrá éxito. Un saludo.
Anaquimi, 8 Mess Antes
Bueno, la verdad es que me has facilitado mucho el estudio!! jajaja
Pues ahora estoy estudiando Ciencias Biomédicas (también se llama medicina molecular o biomedicina, cada año cambia de nombre jajaja) pero después de repetir las específicas con la nueva nota podré entrar el año que viene, en principio sin ningún problema, en Medicina (que es lo que llevo toda la vida queriendo hacer). Así que super contenta!!
Gracias también a Anaquimi por ayudar a resolver mi pregunta!!!
P.D.: No dudes que os recomendaré (de hecho ya lo hago jajaja)
y sobre lo de “quimiforo”… una gran idea!!! (es que es verdad, voy comentando por todos los videos cosas que no vienen muy a cuento… jijiji)
sara, 8 Mess Antes
Hola Carmen, me gustaria saber por qué mi profesor de quimica utiliza la formula de alfa = x/n para la sustituir la x
Ana, 5 Mess Antes
Hola Ana, bienvenida. Ambas son válidas, puedes emplear la que prefieras. La x es la cantidad de producto disociado en valor absoluto, por ejemplo, si tienes inicialmente 5 moles (esto sería el valor de n) y se disocian 2 moles, entonces x=2. Alfa, en cambio, es la cantidad disociada por cada mol inicial, en el ejemplo anterior, sería 0,4, es decir, tal y como pondría tu profesor alfa = x/n = 2/5 = 0,4.
QuimiTube, 5 Mess Antes
Hola Carmen. Es la primera vez que veo tus videos y me están ayudando mucho pero tengo un problema que no sé cómo resolverlo.
Una solución diluida de ácido fosfórico se obtiene diluyendo 50 ml de solución concentrada del ácido, de densidad 1,64g/l y que contiene el 60 por 100 en peso de ácido fosfórico, hasta completar 500 ml.
Calcular la molaridad de la solución diluida y la molaridad de la solución concentrada.
Me podría explicar cómo se resolvería esto.Muchas gracias
juan, 5 Mess Antes
Hola Juan, gracias por comentar. Te puedo orientar un poco en la realización del ejercicio, aunque no tengo vídeos aún sobre estequiometría y no te puedo recomendar ninguno. Cuando haces un ejercicio de preparar disoluciones diluidas a partir de otra disolución más concentrada, partes del volumen que quieres preparar. En este caso, empezarás los factores de conversión por los 500 ml de ácido e irás añadiendo otros factores. No obstante, sospecho con este enunciado que la cosa se complica un poco
porque no sabes la concentración ni de uno ni de otro. Intentan ir haciendo y me comentas, y si tengo un hueco lo miro en mayor profundidad. Un saludo grande.
QuimiTube, 5 Mess Antes
Hola Carmen gracias por contestar mi petición. Hice el ejercicio así:
La molaridad en la disolución diluida será:
m= d x v = 50 ml X 1.64 gr/ml = 82 gr de disolución
100 gr disolución le corresponde 60 gramos de soluto
82 gr de disolución le corresponderá x
De donde x= 49.2 gr de soluto.
PM del ácido = 98.
Moles = 49.2 / 98 = 0.5
Entonces Molaridad será igual a 0.5 moles / 0.500 litros = 1.004 M
Con la molaridad de la solución concentrada he hecho:
m disolución = v x d = 500 ml x 1.64 gr/ml = 820 gr disolución
Si de 100 gr de disolución hay 60 gr de soluto
de 820 gr de disolución habrá x
x = 492 gr de soluto
Moles serán : 492 / 98 = 5.02
Molaridad será : 5.02 / 0.5 = 10.04 M.
Así creo que se hace pero cuando te sea posible me gustaría que me lo comprobara.
Muchas gracias y saludos con antelación.
juan, 5 Mess Antes
Acabamos de empezar con el tema de cinética química y venía con la idea de que con los vídeos podría entenderlo mejor pero he visto que no había y anteriormente me habían ayudado mucho! de todas maneras te dejo aquí mi duda: como harías este ejercicio? “con los datos de la tabla 5.1 calcular la constante de velocidad e indicar las unidades.
la ecuación cinética es:
V= k .[NH2](elevado ala 2) .[H2]
datos:
[N2] = 0’05 mol/L
V=5’63.10^-6 mol/L
[H2]= 0.05 mol/L
k: ?¿
PD: los vídeos de todas maneras anteriores me han servido de mucha ayuda, ha sido un hallazgo totalmente!
Victoria, 4 Mess Antes
¡Hola Victoria! Bienvenida. Siento que te hayas llevado un chasco, estoy preparando mi proyecto de máster y voy a tener un parón de grabar durante aproximadamente un mes, así que aún faltarán tanto cinética como termodinámica en su totalidad. Espero tenerlos al menos para el último trimestre que es el más duro.
En cuanto a tu duda lo que debes hacer es sustituir los valores y despejar k teniendo en cuenta las unidades. Es decir, tú tienes el valor de la velocidad con esas concentraciones, así como las concentraciones. Harás:
5,63·10^-6 mol/l = k · 0,05^2 (mol/l)^2 · 0,05 mol/l
Debes tener en cuenta que si elevas una concentración al cuadrado, como es el caso del N2, las unidades también se elevan, por eso he puesto (mol/l)^2.
De esta forma despejas k pasando los valores dividiendo al otro lado y determinas qué unidades te quedan.
Espero que te sirva.
Un saludo grande y gracias por comentar
QuimiTube, 4 Mess Antes
Hola.
Yo he ajustado la reacción: N2+3H2 2NH3
Pero para calcular los moles en equilibrio de N2 y H2 lo he hecho calculando la “x” a partir de los moles en equilibrio de NH3 considerando que 2x= 0.3, con lo cual sale que “x”=0.15.
¿Se puede resolver de esta forma o me lo estoy inventando?
Andrés, 3 Semanas Antes