Question

Cuando se introducen 1,360 moles de hidrógeno molecular y 0,780 moles demonóxido de carbono en un recipiente de un litro a 160 °C, se establece elequilibrio de formación de metanol, en fase gaseosa. La concentración dehidrógeno molecular en el equilibrio es de 0,120 de moles/L. Calcula los valoresde Kc y Kp .

Answer 1

La reacción descrita de formación de metano, es la siguiente:

CO(g) + 2H₂(g)  ↔ CH₃OH(g)  

- De acuerdo a la reacción cuando se mezclas 1 mol de CO, se requieren 3 moles de H₂, para formar 1 mol de etanol.

- Como en el equilibrio quedan 0,120 moles/L de H2 sin reaccionar, quiere decir que  el H2, que reacciona es:

H2 que reaccionan= 1,360 moles x 0,120 moles

→ H2 reacciona = 1,28 moles

- y la cantidad de metanol que se forma es:

CH3OH producida = 1,28 moles H2 x 1 mol CH3OH/2 moles H2

CH3OH producida = 0,64 moles

La concentración molar M, de cada componente es:

[H₂] = 1,28 moles/1L → [H2] = 1,28 M

[CO] = 0,780 moles/1 L→ [CO] = 0,78 M

[CH₃OH] = 0,64/ 1 L → [CH₃OH] = 0,64 M

[H2] sin reacc = 0,120 M

- Como la reacción no es completa, quedando H2 sin reaccionar:

CO(g) + 3H₂(g)  ↔ CH₃OH(g)   + H₂

 la constante de equilibrio Kc, es igual a:

Kc = [CH₃OH]¹x[H₂]¹ / [CO]¹  [H₂]³

Kc = (0,64 x 0,120)/(0,78 x 1,28³)

Kc = 0,0470

- En función de Kc, la constante de equilibrio Kp, queda:

   Kp = Kc x (RT)⁻²  

Donde : R = 0,08206 atm .L/mol. °K  

             T = 433°K

Kp = 0.0470 x (0,08206 atm.L/mol °K x 433°K)⁻²

→ Kp = 3,72 x 10⁻⁵