Ejemplos de equilibrio químico
Hay dos tipos fundamentales de problemas de equilibrio: (1) aquellos en los que se nos dan las concentraciones de los reactivos y los productos en el equilibrio (o, más a menudo, información que nos permite calcular estas concentraciones), y se nos pide que calculemos la constante de equilibrio para la reacción; y (2) aquellos en los que se nos da la constante de equilibrio y las concentraciones iniciales de los reactivos, y se nos pide que calculemos la concentración de una o más sustancias en el equilibrio. En esta sección describimos métodos para resolver ambos tipos de problemas.
En el ejercicio del ejemplo 6 de la sección 15.2 vimos que la constante de equilibrio para la descomposición de CaCO3(s) en CaO(s) y CO2(g) es K = [CO2]. A 800°C, la concentración de CO2 en equilibrio con el CaCO3 y el CaO sólidos es de 2.5 × 10-3 M. Por lo tanto, K a 800°C es 2.5 × 10-3. (Recuerde que las constantes de equilibrio no tienen unidades).
Un ejemplo más complejo de este tipo de problema es la conversión del n-butano, un aditivo utilizado para aumentar la volatilidad de la gasolina, en isobutano (2-metilpropano). Esta reacción puede escribirse como sigue:
Equilibrio químico numérico clase 11
Ya hemos visto que cuando se valora el CH3COOH con el NaOH la reacción no se completa sino que alcanza el equilibrio. Podemos suponer que la reacción se completa y que la sal se hidroliza porque, esta suposición nos ayudará a hacer el problema fácilmente y no afecta a nuestra respuesta.
Una solución contiene una mezcla de Ag+ (0,1M) y Hg22+ (0,1M) que se van a separar por precipitación selectiva. Calcula la concentración máxima de ion yoduro a la que uno de ellos se precipita casi por completo. ¿Qué porcentaje de ese ion metálico se precipita?
[I-] para precipitar AgI es menor. Por lo tanto, la Ag I comenzará a precipitar primero. Al añadir más I- se precipitará más AgI y cuando [I-] ³ 5,0 ‘ 10-13 J, comenzará a precipitar Mg2I2. La concentración máxima de Ag+ en esta etapa se calculará así:
Suponiendo la disociación completa del HCl y de la sal de plomo, calcule la cantidad de HCl que se añade a la disolución de sal de plomo 0,001M para que acabe de precipitar cuando está saturada de H2S. La concentración de H2S en su solución saturada es de 0,1M
Preguntas y respuestas sobre el equilibrio químico
Estos son ejercicios de tarea para acompañar el mapa de texto creado para “Chemistry: The Central Science” de Brown et al. Se pueden encontrar bancos de preguntas de Química General complementarios para otros Textmaps y se puede acceder a ellos aquí. Además de estas preguntas disponibles públicamente, el acceso al banco de problemas privados para su uso en exámenes y tareas está disponible sólo para el profesorado de forma individual; por favor, póngase en contacto con Delmar Larsen para obtener una cuenta con permiso de acceso.
1. Cuando se describe una reacción como “habiendo alcanzado el equilibrio”, esto significa que la velocidad de reacción directa es ahora igual a la velocidad de reacción inversa. En cuanto a las cantidades o concentraciones de los reactivos y los productos, no hay ningún cambio debido a que la velocidad de reacción hacia adelante es igual a la velocidad de reacción hacia atrás.
2. No es correcto decir que la reacción se ha “detenido” cuando ha alcanzado el equilibrio porque no se trata necesariamente de un proceso estático en el que se pueda suponer que las velocidades de reacción se anulan mutuamente hasta ser iguales a cero o estar “detenidas”, sino de un proceso dinámico en el que los reactantes se convierten en productos a la misma velocidad en que los productos se convierten en reactantes. Por ejemplo, una gaseosa tiene dióxido de carbono disuelto en el líquido y dióxido de carbono entre el líquido y la tapa que se intercambian constantemente. El sistema está en equilibrio y la reacción que tiene lugar es \(CO_{2}\,(g)+2\,H_{2}O\,(l)\rightleftharpoons H_{2}CO_3\,(aq)\).
Pasos para resolver problemas de equilibrio
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En primer lugar, para que lo sepas, no necesitas usar un conjunto de reacciones que tengan sentido… Ver Smith & Missen Chemical Reaction Equilibrium Analysis: Theory and Algorithms. Muestra cómo, dado un conjunto de especies, puedes hacer un número infinito de conjuntos de reacciones químicas que satisfagan todas la abundancia elemental, etc.
Cada una de estas expresiones con la mala constante de equilibrio, es una función, una función no lineal generalmente, en el caso de las reacciones. Para una función, podemos realizar una expansión de taylor para linealizarla, y hacerla factible. Entonces podemos utilizar el álgebra lineal para resolver el conjunto de ecuaciones lineales, aquí hay un ejemplo de dos variables… tu problema tiene 4, pero es todo general, sólo tienes que añadir los términos extra similares a las dos primeras variables, y tendrás 4 ecuaciones en lugar de 2
