Se calienta una mezcla de 1.374 g de H2 y 70.31 g de Br2, en un recipiente de 2L a 700 K. Estas sustancias
reaccionan parcialmente formando bromuro de hidrógeno, de acuerdo con la ecuación
H2(g) + Br2(g) ⇌ HBr(g)
Cuando las concentraciones de reactivos y productos se mantienen constantes (se alcanza el equilibrio),
se determina que hay en la mezcla 0.566 g de H2. Calcule (a) las presiones parciales de hidrógeno, bromo
y bromuro de hidrógeno; (b) el valor de la constante de equilibrio. (c) ¿Es el valor de la constante Kp igual
al de la constante Kc? Explique.
Regalo 50 puntos
Respuestas a la pregunta
Al calentarse una mezcla de hidrógeno y bromo, cuando se alcanza el equilibrio:
Las presiones parciales del hidrógeno, bromo y bromuro de hidrógeno son, respectivamente, 8.12 atm, 1.033 atm y 23.19 atm.
El valor de la constante Kp es 64.113.
El valor de la constante Kp es igual a Kc.
Explicación:
a) Presión parcial del hidrógeno:
De la Ley de Gases ideales:
PV= nRT
P= nRT/V
R= 0.082 atm L/ mol K
Número de moles:
MW H₂= 2 g/mol
n= 0.566 g * (1 mol / 2 g) = 0.283 mol H₂
Reemplazando:
Pe(H₂)= (0.283 mol)(0.082 atm L/ mol K)(700 K)/(2 L)
Pe(H₂)= 8.12 atm
Presión parcial del bromo:
Las moles iniciales de los reactivos son:
Moles H₂= 1.374 g *(1 mol / 2 g)= 0.687 mol
MW Br₂= 159.81 g/mol
Moles Br₂= 70.31 g * (1 mol/ 159.81 g)= 0.44 mol
Cantidad de H₂ que reacciona:
moles iniciales - moles equilibrio= 0.687-0.283= 0.404 mol H₂
Cantidad de Br₂ que reacciona:
moles Br₂= 0.404 mol H₂* (1 mol Br₂/ 1 mol H₂)= 0.404 mol Br₂
Moles de Br₂ en el equilibrio:
moles iniciales - moles que reaccionan= 0.44 - 0.404 = 0.036 mol Br₂
La presión parcial en el equilibrio de Br₂ es:
Pe(Br₂)= (0.036 mol)(0.082 atm L/ mol K)(700 K)/(2 L)
Pe(Br₂)= 1.033 atm
Presión parcial del bromuro de hidrógeno:
Moles de HBr en el equilibrio= moles que se forman:
moles de HBr= 0.404 mol H₂* (2 mol HBr/ 1 mol H₂)= 0.808 mol HBr
La presión parcial en el equilibrio de HBr es:
Pe(HBr)= (0.808 mol)(0.082 atm L/ mol K)(700 K)/(2 L)
Pe(HBr)= 23.19 atm
b) En términos de las presiones parciales:
Kp= Pe²(HBr) / (Pe(H₂)*Pe(Br₂))
Kp= (23.19)² / (8.12*1.033)= 64.113
c) La expresión de la constante de equilibrio en términos de las concentraciones es:
Kc= [HBr]²/ ([H₂][Br₂])
Expresando la presión parcial en términos de las concentraciones:
Kp= Pe²(HBr) / (Pe(H₂)*Pe(Br₂)) = ([HBr]RT)²/ (([H₂]RT)*([Br₂]RT))
Kp= [HBr]²/ ([H₂][Br₂])= Kc
El valor de la constante Kp es igual al de la constante Kc.
Respuesta:
Al calentarse una mezcla de hidrógeno y bromo, cuando se alcanza el equilibrio:
Las presiones parciales del hidrógeno, bromo y bromuro de hidrógeno son, respectivamente, 8.12 atm, 1.033 atm y 23.19 atm.
El valor de la constante Kp es 64.113.
El valor de la constante Kp es igual a Kc.
Explicación:
a) Presión parcial del hidrógeno:
De la Ley de Gases ideales:
PV= nRT
P= nRT/V
R= 0.082 atm L/ mol K
Número de moles:
MW H₂= 2 g/mol
n= 0.566 g * (1 mol / 2 g) = 0.283 mol H₂
Reemplazando:
Pe(H₂)= (0.283 mol)(0.082 atm L/ mol K)(700 K)/(2 L)
Pe(H₂)= 8.12 atm
Presión parcial del bromo:
Las moles iniciales de los reactivos son:
Moles H₂= 1.374 g *(1 mol / 2 g)= 0.687 mol
MW Br₂= 159.81 g/mol
Moles Br₂= 70.31 g * (1 mol/ 159.81 g)= 0.44 mol
Cantidad de H₂ que reacciona:
moles iniciales - moles equilibrio= 0.687-0.283= 0.404 mol H₂
Cantidad de Br₂ que reacciona:
moles Br₂= 0.404 mol H₂* (1 mol Br₂/ 1 mol H₂)= 0.404 mol Br₂
Moles de Br₂ en el equilibrio:
moles iniciales - moles que reaccionan= 0.44 - 0.404 = 0.036 mol Br₂
La presión parcial en el equilibrio de Br₂ es:
Pe(Br₂)= (0.036 mol)(0.082 atm L/ mol K)(700 K)/(2 L)
Pe(Br₂)= 1.033 atm
Presión parcial del bromuro de hidrógeno:
Moles de HBr en el equilibrio= moles que se forman:
moles de HBr= 0.404 mol H₂* (2 mol HBr/ 1 mol H₂)= 0.808 mol HBr
La presión parcial en el equilibrio de HBr es:
Pe(HBr)= (0.808 mol)(0.082 atm L/ mol K)(700 K)/(2 L)
Pe(HBr)= 23.19 atm
b) En términos de las presiones parciales:
Kp= Pe²(HBr) / (Pe(H₂)*Pe(Br₂))
Kp= (23.19)² / (8.12*1.033)= 64.113
c) La expresión de la constante de equilibrio en términos de las concentraciones es:
Kc= [HBr]²/ ([H₂][Br₂])
Expresando la presión parcial en términos de las concentraciones:
Kp= Pe²(HBr) / (Pe(H₂)*Pe(Br₂)) = ([HBr]RT)²/ (([H₂]RT)*([Br₂]RT))
Kp= [HBr]²/ ([H₂][Br₂])= Kc
El valor de la constante Kp es igual al de la constante Kc.
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Explicación: