Un recipiente de 5 l contiene una mezcla de 9 g de N2O4 y NO2 en equilibrio a 400
K y 1 atm de presión.
Calcular: a) el grado de disociación del N2O4 ; b) Kp a esa temperatura.
Respuestas a la pregunta
Respuesta:
Para la disociación de N₂O₄ a 46 °C se tiene el valor de Kp y la presión total y se pide calcular el porcentaje de disociación y las presiones parciales en el equilibrio.
Los resultados obtenidos son:
a) 57 %
b) Presión parcial NO₂ = 0,363 atm
Presión Parcial N₂O₄ = 0,137 atm
Datos:
N₂O₄ (g) → 2 NO₂ (g)
A temperatura de 46 °C Kp = 1 bar
a) Calcular porcentaje de disociación de N₂O₄ a 46 °C y Presión total de 0,507 bar.
N₂O₄ (g) → 2 NO₂ (g)
Inicial n -
Δ - nα 2nα
Eq. n (1 - α) 2nα
Total de moles = ( n - nα ) + 2nα = n + nα = n ( 1 + α )
Fracción molar N₂O₄ = n (1 - α ) / n ( 1 + α ) = (1 - α ) /( 1 + α )
Fracción molar NO₂ = 2nα / n ( 1 + α ) = 2α / (1 + α )
Kp = 1 bar × (750 torr/ bar ) × ( 1 atm / 760 torr) = 0,987 atm
P = 0,507 bar × (750 torr/ bar ) × ( 1 atm / 760 torr) = 0,5 atm
Kp = ( Presión parcial NO₂ )² / (presión parcial N₂O₄)
Presión Parcial N₂O₄ = Ptotal × Fracción molar de N₂O₄
Presión Parcial N₂O₄ = 0,5 × (1 - α ) /( 1 + α )
Presión parcial NO₂ = Ptotal × Fracción molar de NO₂
Presión parcial NO₂ = 0,5 × 2α / (1 + α ) = α / (1 + α )
Kp = (α / (1 + α ))² / (0,5 × (1 - α ) /( 1 + α ))
Kp = α² / 0,5 (1 - α² )
0,987 × 0,5 ( 1 - α² ) = α²
0,4935 - 0,4935 α² = α² ⇒ 1,4935 α² = 0,4935
α² = 0,33
α = √0,33 = 0,57
Grado de disociación = 0,57
Porcentaje de disociación = 57 %
b)
Fracción molar N₂O₄ = (1 - 0,57 ) /( 1 + 0,57 ) = 0,274
Fracción molar NO₂ = 2 × 0,57 / (1 + 0,57 ) = 0,726
Presión parcial NO₂ = Ptotal × Fracción molar de NO₂
Presión parcial NO₂ = 0,5 atm × 0,726
Presión parcial NO₂ = 0,363 atm
Presión Parcial N₂O₄ = Ptotal - Presión parcial NO₂
Presión Parcial N₂O₄ = 0,5 atm - 0,363 atm
Presión Parcial N₂O₄ = 0,137 atm
Explicación: