Concentraciones en el equilibrio de la reacción entre nitrógeno y oxígeno

, por F_y_Q

Para la ecuación química:

\ce{N2(g) + O2(g) <=> 2NO(g)}

La constante de equilibrio K _C vale 0.00243 a 800 K. Si mezclamos 1.40 mol de \ce{N2} y 0.650 mol de \ce{O2} en un recipiente de 2.50 L a esa misma temperatura. Calcula la concentración para cada una de las especies en el equilibrio.


SOLUCIÓN:

En primer lugar calculas las concentraciones iniciales de los reactivos:

[\ce{N2}] = \frac{1.40\ mol}{2.5\ L} = 0.56\ M

[\ce{O2}] = \frac{0.650\ mol}{2.5\ L} = 0.26\ M

La constante de equilibrio, si llamas "x" a los moles de cada reactivo que reaccionan, se puede escribir como:

K_C = \frac{(2x)^2}{[(0.56 - x)]\cdot [(0.26 - x)]}

Como conoces el valor de la constante de equilibrio solo tienes que sustituir y calcular la ecuación a resolver:

4x^2 = 2.43\cdot 10^{-3}(0.1456 - 0.82x + x^2)\ \to\ 3.998x^2 + 1.993\cdot 10^{-3}x - 3.538\cdot 10^{-4} = 0

Obtienes dos valores pero solo uno de ellos tiene significado químico, el positivo: \color{blue}{x = 9.161\cdot 10^{-3}\ M}

Las concentraciones en el equilibrio son:

[\ce{N2}]_{eq} = (0.56 - 9.161\cdot 10^{-3})\ M = \fbox{\color{red}{\bm{0.551\ M}}}


[\ce{O2}]_{eq} = (0.26 - 9.161\cdot 10^{-3})\ M = \fbox{\color{red}{\bm{0.251\ M}}}


[\ce{NO}]_{eq} = (2\cdot 9.161\cdot 10^{-3})\ M = \fbox{\color{red}{\bm{1.832\cdot 10^{-2}\ M}}}