Question

Pregunta A4.- Se introduce fosgeno (COCl2) en un recipiente vacío de 1 L a una presión de 0,92 atm y temperatura de 500 K, produciéndose su descomposición según la ecuación: COCl2 (g) ' CO (g) + Cl2 (g). Sabiendo que en estas condiciones el valor de Kc es 4,63×10–3; calcule: a) La concentración inicial de fosgeno. b) Las concentraciones de todas las especies en el equilibrio. c) La presión parcial de cada uno de los componentes en el equilibrio. Dato. R = 0,082 atm·L·mol−1 ·K−1. Puntuación máxima por apartado: 0,5 puntos apartado a); 0,75 puntos apartados b) y c). PRUEBA SELECTIVIDAD MADRID CONVOCATORIA SEP 2012-2013 QUIMICA.

Answer 1

Pregunta A4.- Se introduce fosgeno (COCl₂) en un recipiente vacío de 1 L a una presión de 0,92 atm y temperatura de 500 K, produciéndose su descomposición según la ecuación: COCl₂ (g) → CO (g) + Cl₂ (g). Sabiendo que en estas condiciones el valor de K$x_{C}$ es 4,63 × 10⁻³; calcule:

a) La concentración inicial de fosgeno.

Aplicando la ecuación de gases ideales a las condiciones iniciales:

P · V = nRT       $\frac{n}{V}= \frac{P}{RT}$          $\frac{n(COCl_{2})_{O}}{V}=[COCl_{2}]_{O}= \frac{P_{O}}{RT}$

$[COCl_{2}]= \frac{0,92 atm}{0,082 \frac{atm.L}{mol.K}.500K}=2,24$ × $10^{-2} \frac{mol}{L}$

b) Las concentraciones de todas las especies en el equilibrio.

Si se denomina x al número de moles de fosgeno que se disocian, el cuadro de reacción quedaría de la siguiente forma:

                                         COCl₂ (g)   ↔   CO(g)  +   Cl₂(g)
Cond. iniciales (mol/L)        $\frac{0,0224}{1}$                 -              -
Cond. equilibrio (mol/L)      $\frac{0,0224-x}{1}$            $\frac{x}{1}$          $\frac{x}{1}$

Según la ley de acción de masas, la constante de equilibrio en función de las concentraciones es:

$K_{C}= \frac{[CO].[Cl_{2}]}{[COCl_{2}]}$

Sustituyendo por los valores de cuadro de reacción y por el valor de la constante, y ordenando, se obtiene una ecuación de segundo grado:

$4,63$ × $10^{-3}$$= \frac{x.x}{2,24.10^{-2}-x}= \frac{x^{2}}{2,24.10^{-2}-x}$

$x^{2}+4,63.10^{-3}x-1,04.10^{-4}=0 \left \{ {{x=8,1.10^{-3}} \atop {x=-0,01 Notienesentidoquimico}} \right.$

$[COCl_{2}]=2,24.10^{-2}-8,1.10^{-3}=1,43.10^{-2}mol/L$

$[CO]_{eq}=[Cl_{2}]=8,1.10^{-3}mol/L$

c) La presión parcial de cada uno de los componentes en el equilibrio. 

Aplicando la ecuación de gases ideales a cada componente de la mezcla gaseosa:

P · V = nRT      $P= \frac{n}{V}RT$

$P_{COCl_{2}}= \frac{n_{COCl_{2}}}{V}RT=[COCl_{2}].RT=1,43.10^{-2} \frac{mol}{L}.0,082 \frac{atm.L}{atm.K}.500K$$=0,586atm$

$P_{CO}= P_{Cl_{2}} \frac{n_{Cl_{2}}}{V}RT=[Cl_{2}].RT=8,1.10^{-3} \frac{mol}{L}.0,082 \frac{atm.L}{atm.K}.500K$$=0,332atm$

PRUEBA SELECTIVIDAD MADRID CONVOCATORIA SEP 2012-2013 QUIMICA.