Equilibrios y solubilidad

EQUILIBRIO
QUÍMICO
1. - A 300ºC, el pentacloruro de fósforo se disocia en un 75% según la reacción:
PCl5(g)  PCl3(g) + Cl2(g)
Calcula las constantes Kp y Kc, a 300ºC, si la presión total de equilibrio es de 1,50atm.
Kp = 1,93 ; Kc = 0,041
2. – En un recipiente vacío de 1,2 litros se introducen 0,20 moles de una sustancia A y 0,10 moles
de B. Después de calentar a 227ºC se llega al equilibrio: A(g) + 3B(g)  2C(g)
En el equilibrio se encuentra que el número de moles de B y C son iguales. Calcula:
a) El valor de la presión parcial de C en el equilibrio.
b) El valor de la Kp.
P = 1,37 atm ; Kp = 0,12
3. – Cuando se encierran 1,36 moles de hidrógeno y 0,78 moles de monóxido de carbono en un
recipiente de 1,0 litros a 160ºC, se establece el siguiente equilibrio:
CO(g) + 2H2(g)
 CH3OH(g) H > 0
Sabiendo que la concentración de hidrógeno en el equilibrio es de 0,12mol/l, calcula:
a) Las concentraciones de monóxido de carbono y de metanol en el equilibrio.
b) El valor de Kc para la reacción a 160ºC.
c) Indica las condiciones de presión y temperatura que más favorezcan la obtención del metanol.
d) Explica cómo variará la constante Kp al aumentar la temperatura.
0,16 mol/l y 0,62 mol/l ; Kc = 269
4. – Para la reacción en fase gaseosa entre tricloruro de fósforo y cloro para dar pentacloruro de
fósforo, la constante de equilibrio Kc = 49 a 230ºC.
a) Calcula las fracciones molares de los gases en el equilibrio si se introducen 0,5 moles de
tricloruro de fósforo y 0,5 moles de cloro en un recipiente vacío de 5 litros y se calientan a
230ºC
b) Calcula la constante Kp
0,26; 0,26; 0,47 y Kp = 1,19
5. – A 1000ºC, el fosgeno (cloruro de carbonilo) se disocia en un 60% según la reacción:
COCl2(g)  CO(g) + Cl2(g)
Calcula las constantes Kc y Kp, a 1000ºC, si la presión total de equilibrio es de 1,20atm.
Kp = 0,675; Kc = 6,47 10-3
6. – Si se introduce una cierta cantidad de hidrógenosulfuro de amonio en un recipiente cerrado y se
calienta a 300ºC, se descompone, estableciéndose el equilibrio:
(NH4)HS (s)  NH3(g) + SH2(g)
H > 0
Con estos datos, razona sobre la veracidad o falsedad de las siguientes afirmaciones:
a) Cuando el volumen del recipiente se duplica, la cantidad de hidrógenosulfuro de amonio se
reduce.
b) Cuando aumenta la temperatura disminuye la presión parcial de amoniaco.
c) El valor de la constante de equilibrio Kp es independiente de la temperatura.
7. - En presencia de un catalizador el dióxido de azufre reacciona con oxígeno para producir
trióxido de azufre según el equilibrio: 2SO2(g) + O2(g)  2SO3(g)
Sabiendo que Hºf (SO2) = -296 kJ/mol y Hºf (SO3) = -395kJ/mol, indique razonadamente el
efecto de los siguientes cambios sobre el equilibrio: a) Aumento de la temperatura. b) Aumento de
la presión. c) Explique si alguno de los cambios anteriores hará aumentar o disminuir la constante
de equilibrio.
8. - A 200 ºC, el Yoduro de hidrógeno se descompone en yodo e hidrógeno según el equilibrio:
2 HI (g) 
H2(g) +
I2(g)
cuya constante de equilibrio vale 0,25 a dicha temperatura. Si en un matraz de 2 litros introducimos
2,0 moles de yoduro de hidrógeno, 0,40 moles de hidrógeno:
a) Compruebe si la mezcla inicial de gases se encuentra en equilibrio.
b) En caso contrario, calcule la fracción molar y la presión parcial de cada uno de los gases
cuando se alcance dicho equilibrio.
0,5; 0,33; 0,17; PHI = 23,66 atm ; P Yodo = 7,56 atm ; P Hidrógeno = 15,32 atm
9. – Sea el proceso siguiente: A(g)  2 B(g) + C (g). En un recipiente de 2 litros de capacidad a
20ºC se colocan 3 moles de A y se deja que se alcance el equilibrio, tras lo cual quedan en el
recipiente 0,25 moles de A.
a) Calcule la concentración de todas las especies en el equilibrio.
b) Calcule el valor de Kc a esa temperatura.
c) Explique si un aumento de presión favorecerá la descomposición de A.
0,125 mol/l ; 2,75 mol/l; 1,375 mol/l; Kc = 41,6
10. – A 300ºC, la constante de equilibrio Kc vale 0,030 para el proceso:P Cl5 (g)  PCl3(g) + Cl2
a) Calcule las concentraciones de todas las especies en equilibrio cuando, en un recipiente de 2
litro, se colocan 50g de pentacloruro de fósforo y se calienta a 300ºC.
b) Calcule las presiones de todos los gases en el equilibrio.
c) Calcule el valor de Kp.
0,073 mol/l; 0,047 mol/l; 0,047 mol/l; 3,43 atm; 2,21 atm; 2,21 atm; Kp = 1,41
11. - El dióxido de nitrógeno, a temperatura alta, se disocia en monóxido de nitrógeno y oxígeno,
según el equilibrio:
2 NO2(g)  2 NO(g) + O2(g)
Un recipiente metálico de 2,0 litros de capacidad contiene solamente dióxido de nitrógeno a 25ºC
y 21,1 atm de presión. Se calienta entonces el recipiente hasta 300ºC, manteniendo constante el
volumen y se observa que la presión de equilibrio en el recipiente pasa a ser de 50 atm. Calcule, a
300ºC:
a) El grado de disociación del NO2.
b) El valor de Kp para el equilibrio de disociación del NO2.
 = 0,46; Kp = 6,79
12. – El tetróxido de dinitrógeno se disocia en dióxido de nitrógeno según la siguiente ecuación:
N2O4(g)  2 NO2(g)
H = - 58,5 J / mol
a) Calcule la Kp de este proceso a 45ºC y a una presión total de 2 atm, sabiendo que 0,030
moles de N2O4 que están contenidos en un recipiente se disocian en un 50% cuando se
alcanza el equilibrio a la temperatura de 45ºC y a esa presión.
b) ¿ Qué efecto produciría sobre el equilibrio una disminución de la temperatura? Kp = 2,64
13. – El tetróxido de dinitrógeno es un componente importante de los combustibles de cohetes. A
25ºC es un gas incoloro, que se disocia parcialmente en NO2, un gas marrón rojizo. La constante Kc
del equilibrio N2O4(g)
 2 NO2(g), a 25ºC, vale 4,6 x 10 –3. Una muestra de 2,3 g de N2O4(g)
se deja que alcance el equilibrio con NO2(g) en un matraz de 0,50 litros a 25ºC. Calcule los gramos
de los dos gases que habrá en el equilibrio. Masas atómicas: N = 14; O = 16.
14. –Para la reacción: SnO2 (s) + 2 H2 (g)  2 H2O (g) + Sn (l), la constante de equilibrio de
la reacción Kp aumenta al aumentar la temperatura.
a) Explica de forma razonada , tres maneras de conseguir una reducción más eficiente de dióxido
de estaño sólido.
b) ¿ Qué relación existe entre Kp y Kc en este equilibrio?
15. - Una mezcla de 2,5 moles de nitrógeno y 2,5 moles de hidrógeno se coloca en un reactor de
25,0 litros y se calienta a 400ºC. En el equilibrio ha reaccionada el 5 % del nitrógeno. Calcula : a)
los valores de las constantes de equilibrio Kc y Kp, a 400 ºC, para la reacción:
N2 (g) + 3 H2 (g)
 2 NH3 (g)
b)Las presiones parciales de los gases en equilibrio.
16.- Se introducen 0,85 moles de H2 y 0,85 moles de CO2 en un recipiente de 5 litros y se calienta la
mezcla a 1600 ºC. Al establecerse el equilibrio H2 (g) + CO2 (g) ↔ CO (g) + H2O (g), se
encuentra que la mezcla de gases contiene 0,55 moles de CO. a) Determine las presiones parciales
de cada gas en el equilibrio. b) Si a los gases en el equilibrio se añaden 0,4 moles de CO, ¿cuáles
serán las concentraciones de los gases cuando se alcance de nuevo el equilibrio a la misma
temperatura?.
SOLUBILIDAD
1.- El producto de solubilidad en agua pura del cloruro de plomo (II), a 25ºC, vale 1,8 x 10-5.
Calcula:
a) La solubilidad del cloruro de plomo (II) expresada en g/L.
b)Los gramos de cloruro de sodio que deben añadirse a 500 ml de una disolución 0,01 M de nitrato
de plomo (II) para iniciar la precipitación del cloruro de plomo (II).
Masas atómicas: Cl = 35,5; Pb = 207,2; Na = 23.
a) 4,6 g/L b)1,05 g
2.- La solubilidad del Yoduro de plomo (II) en agua pura, a 25ºC, es 0,70 g/L. a) Calcula su
producto de solubilidad. b) ¿ Precipitará esta sal cuando se añadan 2,0 g de Yoduro de sodio a 100
ml de una disolución 0,012 M de Nitrato de plomo (II).
Masas atómicas: Pb = 207,2; Na = 23; I = 127.
a) 1,4 x 10 -8 b) si
3.- Sabiendo que el producto de solubilidad del sulfato de plata es 3,2 x 10 -5, calcula la solubilidad
de esta sal, expresada en g/L, a) en agua destilada y b) en una disolución 0,50 M de sulfato de sodio.
Masas atómicas : Ag = 108 S = 32 O = 16
a) 6,24 g/l b) 1,25 g /l
4.- Calcula en g/ L la solubilidad del fluoruro de calcio en una disolución acuosa 0,1M en iones
fluoruro a 18ºC.
La constante del producto de solubilidad del fluoruro de calcio a 18 ºC es 3,4 x 10 -11.
Masas atómicas : Ca = 40 F = 19
2,65 x 10 - 7g/L
5.- Sabiendo que el producto de solubilidad del fluoruro de plomo (II) es 3,2 x 10 -8 a 25 ºC, calcula:
a) La solubilidad de esta sal en agua destilada y b) la solubilidad, en g/100ml, de esta sal en una
disolución 0,25 M de fluoruro de sodio.
Masa molecular del fluoruro de plomo (II) es 245.
a) 2 x 10- 3 b) 3,125 x 10 - 6 g/100 ml