Química
VELOCIDAD Y EQUILIBRIO EN QUÍMICA
El equilibrio químico - 4ª parte
Aplicando la ley de acción de masas (2)
a constante de equilibrio, a 600 K, de la reacción de descomposición del amoníaco:
vale K = 0,395. Si en un recipiente de 1,00 l de capacidad y a 600 K se introducen 2,65 g de NH3 a igual temperatura, calcular cuáles serán las concentraciones en el equilibrio.
La cantidad de NH3 inicial expresada en moles será:
pues la masa molecular del amoníaco es:
M(NH3) = 14,0 + 3 · 1,0 = 17,
y, puesto que el volumen del sistema es de un litro, la concentración inicial de NH3 será:[NH3] = 0,156 mol/l
Pero conforme la reacción avance, la concentración irá disminuyendo hasta reducirse al valor de equilibrio. Si suponemos que se han descompuesto x moles/l de NH3, de acuerdo con la ecuación química de partida, se habrán formado
Según la ley de acción de masas, se cumplirá la relación:
y sustituyendo los valores de las concentraciones resulta:
Operando y sustituyendo el valor de K, se tiene:
que, reordenada, equivale a la ecuación de segundo grado:
1,30 x2 + 0,395 x - 0,0616 = 0
cuya solución aceptable es:x = 0,114
Por tanto, las concentraciones de reactivos y productos en el equilibrio serán las siguientes:[NH3] = 0,156 - x = 0,156 - 0,114 = 0,042 mol/l