Concentración de un reactivo y presión total en un equilibrio heterogéneo (1862)

, por F_y_Q

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A 613 K, el valor de la constante de equilibrio es K_C = 0.064 para la reacción:

\ce{Fe2O3(s) + 3H2(g) <=> 2Fe(s) + 3H2O(g)}

Si en el equilibrio anterior la presión parcial del hidrógeno es una atmósfera, calcula:

a) La concentración de hidrógeno.

b) La presión total.

P.-S.

Como el incremento de moles gaseosos en la reacción es nulo se cumple que:

\color[RGB]{2,112,20}{\bm{K_C = K_P}}

b) Para el equilibrio del enunciado, la constante de equilibrio en función de las presiones parciales es:

\color[RGB]{2,112,20}{\bm{K_P = \frac{p_{\ce{H2O}}^3}{p_{\ce{H2}}^3}}}

La presión parcial del hidrógeno es 1 atm, por lo tanto, puedes despejar el valor de la presión parcial del agua en la mezcla:

\color[RGB]{2,112,20}{{\bm{p_{H_2O} = \sqrt[3] {K_P}}}}\ \to\ {\color[RGB]{0,112,192}{\bm{p_{H_2O} = 0.4\ atm}}}

Por lo tanto, la presión total del sistema será:

P_T = p_{\ce{H2}} + p_{\ce{H2O}} = (1 + 0.4) atm = \fbox{\color[RGB]{192,0,0}{\bf 1.4\ atm}}


a) La concentración de [\ce{H2}] la relacionas con la presión en el equilibrio:

[\ce{H2}] = \frac{p_{\ce{H2}}}{R\cdot T} = \frac{1\ \cancel{\text{atm}}}{0.082\ \frac{\cancel{\text{atm}}\cdot L}{\cancel{K}\cdot \text{mol}}\cdot 613\ \cancel{K}} = \fbox{\color[RGB]{192,0,0}{\bm{0.02\ mol\cdot L^{-1}}}}