Solución Del Punto #1#6#9#12

Equilibrio Químico Constantes de Equilibrio 1. El pentacloruro de fósforo se disocia en tricloruro de fósforo y cloro según el siguiente equilibrio: PC l 5 ( g ) ↔ PC l 3 ( g )+C l 2(g) En un recipiente de 4 L de capacidad, se introducen 3 moles de pentacloruro de fósforo y 3 moles de cloro a una temperatura de 310 °C. Calcular las concentraciones de las tres especies en el equilibrio teniendo en cuenta que el valor de Kp a 310°C es de 2.20

EQUILIBRIO QUIMICO

CONSTANTE DE EQUILIBRIO: Es el producto de las concentraciones en el equilibrio de los productos, cada uno elevado a la potencia que corresponde a su coeficiente en la reacción balanceada, dividido por el producto de las concentraciones en el equilibrio de los reactivos cada una elevada a su coeficiente e n la ecuación balanceada.

aA+bB

c C +d D

La constante de equilibrio para la anterior reacción viene dada por la expresión: [C]c[D]d KC = [A]a[B]b

APLICACIONES El equilibrio químico juega un papel importante en las aplicaciones biológicas y médicas, en el campo de la farmacología ha logrado revolucionar con nuevos medicamentos y más eficaces. En el campo de la medicina maximizando los productos resultantes de la reacción de un medicamento al entrar a un organismo. Se encuentra también que para las operaciones de corazón se altera el equilibrio

químico disminuyendo la temperatura a unos 4 0C para que los procesos metabólicos sean más lentos y así minimizar los daños producidos a los tejidos.

IMPORTANCIA EN LA INDUSTRIA Algunas máquinas como los vaporizadores y las bombas centrifugas entre otros equipos mecánicos requieren el conocimiento perfecto del valor de la constante de equilibrio para determinar en el caso de los vaporizadores de tubos si es un sistema cerrado donde si hay o no hay transferencia de calor, ya que muchas veces la transferencia de calor para manejar el comportamiento de la reacción y reducir costos de producción. En la industria cervecera es muy usada para determinar el tiempo y velocidad de la fermentación de la cebada. En la producción de cemento se debe determinar la temperatura ideal a la que se debe someter los reactivos para lograr la producción más eficiente.

Ecuación de Van’t Hoff: 6 La síntesis del amoníaco por el proceso Haber tiene ligar a 400°C a través de la siguiente reacción: 1 3 N 2 ( g ) + H 2 ( g ) ↔ N H 3(g) 2 2 Con una Kp = 2.0∙10-2 y un ∆H° = -53 kJ/mol. Calcule a qué temperatura la Kp tendrá un valor numérico de Kp = 4∙10-3

ECUACION DE VAN´T HOFF En términos de ecuación de velocidad, la causa de la variación de la velocidad de reacción con la temperatura reside en el hecho de que la constante de velocidad k varíe con la temperatura.

Para llegar a esta ecuación se ha considerado que la variación de entalpia estándar de la reacción es constante en el intervalo de temperaturas considerado.

Dónde: K1: Es el valor de la constante de equilibrio para temperatura T 1. K2: Es el valor de la misma constante, pero a temperatura T2. R: Es la constante de los gases ideales. ΔHº: Es el calor de reacción o entalpía de reacción cuando reactivos y productos están en su estado estándar. La ecuación de Van’t Hoff es comúnmente utilizada para determinar los valores de constantes de equilibrio a una cierta temperatura a partir de los valores de otra temperatura. También ofrece medios de obtener calores de reacción cuando las constantes de equilibrio son conocidas en dos temperaturas. APLICACIONES Científicas, analíticas e industriales.

IMPORTANCIA EN LA INDUSTRIALES Todos los temas aquí tratados están relacionados con el equilibrio químico, las velocidades de reacción y las cinéticas de reacción, por este motivo las aplicaciones de cada uno de los temas están relacionadas o son muy parecidas como es el caso de este tema donde una de sus aplicaciones industriales se encuentra en la industria de la cervecería.

Principio de Le Châtelier 9 En un sistema en equilibrio como se muestra en la siguiente reacción:

S b2 O5 ( g ) ↔ S b2 O3 ( g ) +O2 (g)

Las concentraciones iniciales son Sb 2O5= 3 mol/L, Sb2O3= 5 mol/L y O2= 5 mol/L. Calcule la concentración de todos los componentes cuando la concentración de Sb2O5 aumenta a 5 mol/L. PRINCIPIO DE LECHATELIER

Si en un sistema en equilibrio se modifica algún factor (presión, temperatura o concentración) el sistema evoluciona en el sentido que tienda a oponerse a dicha modificación. Cuando algún factor que afecte al equilibrio varia, este se altera al menos momentáneamente. Entonces el sistema comienza a reaccionar hasta que se reestablece el equilibrio, pero las condiciones de este nuevo estado de equilibrio son distintas a las condiciones del equilibrio inicial. Se dice que el equilibrio se desplaza hacia la derecha (si aumenta la concentración de los productos y disminuye la de los reactivos con respecto al equilibrio inicial). APLICACIONES Las principales aplicaciones son e el campo de la química, biología, física, sociología, psicología y economía. Como se puede ver el principio de Lechatelier tiene aplicaciones muy amplias.

IMPORTANCIA EN LA INDUSTRIA Una de las más importantes es la esterificación y la disociación del ácido yodhídrico. Fabricación de cloro, obtención del ácido sulfúrico, Nuevas aplicaciones se encontraron en la industria metalúrgica.

Cinética Arrhenius 12 A 35°C la constante de velocidad de la reacción de descomposición del óxido de nitrógeno (V) en óxido de nitrógeno (IV) y oxígeno es de 3.45x10 ⁻4 seg-1 y a 55ºC es de 1.25x10 -3 seg-1. De acuerdo con lo anterior determine cuál es el valor de la energía de activación y posteriormente el valor de la constante de Arrhenius. Cinética Arrhenius Arrhenius sugirió que las moléculas deben poseer cierta cantidad mínima de energía para reaccionar con otras moléculas. Según el modelo de las colisiones, esta energía proviene de la energía cinética de las moléculas en colisión. Al chocar la energía cinética de las moléculas puede servir para alargar, romper y doblar enlaces químicos, haciendo que se produzcan las reacciones químicas. Si las moléculas se mueven con lentitud, es decir, con muy poca energía cinética, sol rebotaran entre sí sin cambiar su estructura. Para promover las reacciones químicas, la energía cinetica total de las moléculas en colisión debe superar cierto valor mínimo. La energía mínima requerida para iniciar una reacción se denomina energía de activación.

K= A∗e

−Ea RT

Dónde: K: Constante de velocidad de reacción. Ea: Energía de activación dela reacción. A: factor preexponencial o factor de frecuencia. Indica la frecuencia de las colisiones. R: Constante universal de los gases. APLICACIONES En la industria farmacéutica, alimentaria, petróleo, petroquímica y medio ambiente.

IMORTANCIA EN LA INDUSTRIA

Síntesis de productos como el ácido sulfúrico, ácido nítrico, fabricación de sulfato de dihidrogeno, es un factor importante en las condiciones de vida y en soluciones que nos permitan preservar los alimentos en largos periodos, utilizando adecuadamente la aplicación de sustancias químicas en nuestros alimentos tales como la congelación , el enfriamiento ,pasteurización, secado, ahumado y otros .