- Sapendo che la costante di equilibrio a 700 K per la reazione di

- Sapendo che la costante di equilibrio a 700 K per la reazione di formazione di HI a partire da
idrogeno e iodio molecolare è 55,3: calcolare la concentrazione all’equilibrio di HI ottenuta a
partire da 1 mole/L di ciascun reagente.
L’equazione chimica bilanciata della reazione è: H2(g) + I2(g) ⇄ 2HI(g)
[HI]2
2 ][I2 ]
Quindi l’equazione della costante di equilibrio sarà: K eq = [H
= 55,3
Il quoziente di reazione calcolato con le concentrazioni iniziali è uguale a 0, quindi è minore di K eq. La
reazione procederà quindi verso la formazione dei prodotti fino al raggiungimento dell’equilibrio:
H2(g)
+ I2(g)
⇄ 2HI(g)
[iniziale]
[H2]0 = 1
[I2]0 = 1
[HI]0 = 0
[equilibrio]
1-x
1-x
2x
K eq =
(2𝑥𝑥)2
(2𝑥𝑥)2
=
= 55,3
(1 − 𝑥𝑥)(1 − 𝑥𝑥) (1 − 𝑥𝑥)2
Riordinando si ottiene: 51,3 x2 – 110,6 x + 55,3 = 0
𝑥𝑥 =
110,6 ±√12232,36−11347,56
102,6
=
110,6±29,7
102,6
, quindi: x1 = 0,79; x2 = 1,37
x non può essere maggiore della concentrazione iniziale (1 mole/L), quindi x = 0,79 mol L-1.
[H2]eq = 1 – 0,79 = 0,21 mol L-1
[I2]eq = 1 – 0,79 = 0,21 mol L-1
[HI]eq = 0 + (2 ∙ 0,79) = 1,58 mol L-1
- 1 mole di CO e 1 mole di Cl2 sono messi in un recipiente di 1 L che già contiene 1 mole di COCl2.
Se la Keq è 5.5, calcolare le concentrazioni all’equilibrio.
L’equazione chimica bilanciata della reazione è: CO(g) + Cl2(g) ⇄ COCl2(g)
[COCl ]
Quindi l’equazione della costante di equilibrio sarà: K eq = [CO][Cl2 ] = 5,5
2
Il quoziente di reazione calcolato con le concentrazioni iniziali è uguale a 1, quindi è minore di K eq. La
reazione procederà quindi verso la formazione dei prodotti fino al raggiungimento dell’equilibrio:
CO(g)
+ Cl2(g)
⇄ COCl2(g)
[iniziale]
[CO]0 = 1
[Cl2]0 = 1
[COCl2]0 =1
[equilibrio]
1-x
1-x
1+x
K eq =
(1 + 𝑥𝑥)
(1 + 𝑥𝑥)
=
= 5,5
(1 − 𝑥𝑥)(1 − 𝑥𝑥) (1 − 𝑥𝑥)2
(continua nella pagina successiva)
Riordinando si ottiene: 5,5 x2 – 12 x + 4,5 = 0
𝑥𝑥 =
12 ±√144−99
11
=
12±7,6
11
, quindi: x1 = 1,78; x2 = 0,40
x non può essere maggiore della concentrazione iniziale (1 mole/L), quindi x = 0,40 mol L-1
[CO]eq = 1 – 0,40 = 0,60 mol L-1
[Cl2]eq = 1 – 0,40 = 0,60 mol L-1
[COCl2]eq = 1 + 0,40 = 1,40 mol L-1
- 0.5 moli di N2O4 sono poste in un recipiente di 0.1 L. Calcolare il grado di dissociazione di N2O4
sapendo che la Keq = 5,7 ∙ 10-3. Calcolare il grado di dissociazione che invece si ottiene dopo
avere aumentato il volume dello stesso recipiente a 10 L.
L’equazione chimica bilanciata della reazione è: N2O4(g) ⇄ 2NO2(g)
[NO2 ]2
2 O4 ]
Quindi l’equazione della costante di equilibrio sarà: K eq = [N
Concentrazione iniziale di N2O4 = 0,5 moli / 0,1 L = 5 mol L-1
= 5,7 ∙ 10−3
Il quoziente di reazione calcolato con le concentrazioni iniziali è uguale a 0, quindi è minore di K eq. La
reazione procederà quindi verso la formazione dei prodotti fino al raggiungimento dell’equilibrio:
N2O4(g)
⇄ 2NO2(g)
[iniziale]
[N2O4]0 = 5
[NO2]0 = 0
[equilibrio]
5-x
2x
K eq =
(2𝑥𝑥)2
= 5,7 ∙ 10−3
(5 − x)
Riordinando si ottiene: 4 x2 + 5,7 ∙ 10-3 x – 2,85 ∙ 10-2 = 0
𝑥𝑥 =
−5,7 ∙ 10−3 ± �3,249 ∙ 10−5 + 4,56 ∙ 10−1
8
=
−5,7 ∙ 10−3 ± 6,75 ∙ 10−1
8
, quindi: x1 = 8,37 ∙ 10-2 ; x2 = -8,51 ∙ 10-2
Una concentrazione non può essere negativa, quindi x = 8,37 ∙ 10-2 mol L-1
[N2O4] = 5 – 8,37 ∙ 10-2 = 4,92 mol L-1
[NO2] = 2 ∙ 8,37 ∙ 10-2 = 0,167 mol L-1
Il grado di dissociazione è quindi: α = ([N2O4]0 - [N2O4]) / [N2O4]0 = (5 - 4,92) / 5 = 1,6 ∙ 10-2
Espresso in percentuale: α% = α ∙ 100 = 1,6%
(continua nella pagina successiva)
Se il volume del recipiente diviene 10 L, la concentrazione iniziale di N2O4 diviene:
[N2O4]0 = 0,5 moli / 10 L = 0,05 mol L-1
Il quoziente di reazione calcolato con le concentrazioni iniziali è uguale a 0, quindi è minore di K eq. La
reazione procederà quindi verso la formazione dei prodotti fino al raggiungimento dell’equilibrio:
N2O4(g)
⇄ 2NO2(g)
[iniziale]
[N2O4]0 = 0,05
[NO2]0 = 0
[equilibrio]
0,05-x
2x
K eq =
(2𝑥𝑥)2
= 5,7 ∙ 10−3
(0,05 − x)
Riordinando si ottiene: 4 x2 + 5,7 ∙ 10-3 x – 2,85 ∙ 10-4 = 0
𝑥𝑥 =
−5,7 ∙ 10−3 ±�3,249 ∙ 10−5 + 4,56 ∙ 10−3
8
=
−5,7 ∙ 10−3 ± 6,78 ∙ 10−2
8
, quindi: x1 = 7,76 ∙ 10-3 ; x2 = -9,19 ∙ 10-3
Una concentrazione non può essere negativa, quindi x = 7,76 ∙ 10-3 mol L-1
[N2O4] = 0,05 – 7,76 ∙ 10-3 = 4,22 ∙ 10-2 mol L-1
[NO2] = 2 ∙ 7,76 ∙ 10-3 = 0,155 mol L-1
Il grado di dissociazione è: α = ([N2O4]0 - [N2O4]) / [N2O4]0 = (0,05 - 4,22 ∙ 10-2) / 0,05 = 1,56 ∙ 10-1
Espresso in percentuale: α% = α ∙ 100 = 15,6%
- Il clorato di potassio solido si dissocia a dare KCl e O2. La Keq è 3.50 a 373 K. In un recipiente
inizialmente vuoto vengono messi 10.0 g di KClO3 e la temperatura portata a 373 K. Calcolare la
concentrazione delle specie all’equilibrio.
L’equazione chimica bilanciata della reazione è: 2KClO3(s) ⇄ 2KCl(s) + 3O2(g)
Quindi l’equazione della costante di equilibrio sarà: K eq =
𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚(KCl)2 ∙ 𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚(O2 )3
𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚(KClO3 )2
= 3,50
moli iniziali di KClO3 = moli(KClO3)0 = g(KClO3)0 / m.m.(KClO3)
m.m.(KClO3) = m.m.(K) + m.m.(Cl) + 3 ∙ m.m.(O) = 39,0983 + 35,453 + 3 ∙ 15,9994 = 122,5495 g mol-1
moli(KClO3)0 = g(KClO3)0 / m.m.(KClO3) = 10,0 / 122,5495 g mol-1 = 8,16 ∙ 10-2 mol
Il quoziente di reazione calcolato con le concentrazioni iniziali è uguale a 0, quindi è minore di K eq. La
reazione procederà quindi verso la formazione dei prodotti fino al raggiungimento dell’equilibrio:
2KClO3(s)
⇄ 2KCl(g)
+ 3O2(g)
Moli iniziali
moli(KClO3)0
moli(KCl)0 = 0
moli(O2)0 = 0
-2
= 8,16 ∙ 10
Moli all’equilibrio
8,16 ∙ 10-2 - 2x
(continua nella pagina successiva)
2x
3x
K eq =
(2𝑥𝑥)2 ∙ (3𝑥𝑥)3
= 3,50
(8,16 ∙ 10−2 − 2𝑥𝑥)2
Utilizzando il sito Wolfram Alpha (http://www.wolframalpha.com) si ottiene che questa equazione ha
tre soluzioni reali: x1 = 0,0399 ; x2 = 0,0418 ; x3 = 0,477
Poiché il numero di moli di una sostanza non può essere negativo, l’unica soluzione che soddisfa la
condizione: 8,16 ∙ 10−2 − 2𝑥𝑥 > 0 è x1 (il calcolo viene lasciato al lettore); quindi x = 0.0399 moli
moli(KClO3) = 8,16 ∙ 10-2 - 2x = 1,80 ∙ 10-3 mol
moli(KCl) = 2x = 7,98 ∙ 10-2 mol
moli(O2) = 3x = 1,20 ∙ 10-1 mol