Una mezcla de equilibrio de H2, I2 y HI a 458°C contiene 0.112 mol de H2, 0.112 mol de l₂ y 0.775 mol de Hl en un recipiente de 5.00 L. ¿Cuáles serán las presiones parciales de equilibrio una vez restablecido el equilibrio después de la adición de 0.100 mol de HI?

Respuesta :

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Por supuesto, aquí están los cálculos paso a paso:

1. Calculamos la constante de equilibrio \(K_c\):

\[K_c = \frac{{(0.875)^2}}{{(0.112)(0.112)}}\]

\[K_c = \frac{{0.765625}}{{0.012544}}\]

\[K_c ≈ 61.072\]

2. Utilizamos \(K_c\) para calcular las concentraciones de equilibrio de todas las especies. En equilibrio, la cantidad de \(HI\) aumentará en 0.100 mol, mientras que la cantidad de \(H_2\) e \(I_2\) disminuirá en la misma cantidad.

Entonces, las concentraciones de equilibrio serán:

\[ [H_2] = 0.112 - x\]

\[ [I_2] = 0.112 - x\]

\[ [HI] = 0.875 + 2x\]

Donde \(x = 0.100\) (el cambio en la cantidad de \(HI\)).

\[ [H_2] = 0.112 - 0.100 = 0.012 \, \text{mol}\]

\[ [I_2] = 0.112 - 0.100 = 0.012 \, \text{mol}\]

\[ [HI] = 0.875 + 2(0.100) = 1.075 \, \text{mol}\]

3. Ahora, calculamos las presiones parciales de equilibrio. Para esto, primero necesitamos la temperatura en kelvin. Dado que la temperatura es 458°C, la convertimos a kelvin:

\[T = 458°C + 273.15 = 731.15 \, \text{K}\]

4. Utilizamos la ecuación \(P = \frac{{nRT}}{{V}}\) para calcular las presiones parciales:

\[P_{H_2} = \frac{{(0.012 \, \text{mol})(0.08206 \, \text{atm} \cdot \text{L/mol} \cdot \text{K})(731.15 \, \text{K})}}{{5.00 \, \text{L}}} \approx 0.143 \, \text{atm}\]

\[P_{I_2} = \frac{{(0.012 \, \text{mol})(0.08206 \, \text{atm} \cdot \text{L/mol} \cdot \text{K})(731.15 \, \text{K})}}{{5.00 \, \text{L}}} \approx 0.143 \, \text{atm}\]

\[P_{HI} = \frac{{(1.075 \, \text{mol})(0.08206 \, \text{atm} \cdot \text{L/mol} \cdot \text{K})(731.15 \, \text{K})}}{{5.00 \, \text{L}}} \approx 14.141 \, \text{atm}\]

Por lo tanto, las presiones parciales de equilibrio son aproximadamente \(0.143 \, \text{atm}\) para \(H_2\), \(0.143 \, \text{atm}\) para \(I_2\) y \(14.141 \, \text{atm}\) para \(HI\).

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