6.7.
Se consideră procesul chimic reversibil:
CO(g) + Cl2(g)=COCl2
Într-un vas cu volumul de 2,5L S-au
introdus 742,5g de amestec echimolecular de
CO şi Cl2, iar după stabilirea echilibrului s-au
găsit în amestecul de reacție 247,5g de COCl2
.
Determinati:
a) procentul molar de CO transformat;
b) valoarea constantei de echilibru KC.
​

Răspuns: O propunere de rezolvare pentru aceste cerințe este!

pct. a Cerința: procentul molar de CO transformat în reacția cu Cl₂, adică câte procente din numărul total de moli CO intrat în reacție se transformă în 247,5 g  de COCl₂?

Cantitatea de 247,5 g de COCl₂, produs de reacție, vine din indicația ”s-a găsit în amestecul de reacție 247,5 g de COCl₂”. Deci această cantitate, nu poate proveni, decât dintr-o cantitate stoechiometrică de CO.

% moli CO transformat în COCl₂= n moli CO reacționat .100/ n total moli CO

Ce vom calcula?

- n moli CO reacționat, pentru formarea de 247,5 g de COCl₂=X

-n total de moli CO intrat în reacție. Se calculează din 742,5 g amestec echimolecular de reactanți CO și Cl₂. Se notează acest număr de moli cu ”a”.

-M CO = A C + A O= 12+16=28 g/mol

-M COCl₂= A C + A O + 2 A Cl = 12+16+2.35,5=99g/mol

Etape de Calcul

a1) n moli de CO reacționat pentru formarea de 247,5 g COCl₂(n moli)=X=?

-n moli COCl₂= m/ M = 247,5 g / 99 g/mol=2,5 moli

-calcul stoechiometric:

n moli          X , CO......................2,5 moli COCl₂

                        CO + Cl₂   =    COCl₂

stoechiometric: 1mol...1mol......1mol

Rezultă că: X, moli CO = 2,5 moli de COCl₂

a2) n moli total de CO, a, din 742,5 g amestec echimolecular de CO și Cl₂:

- m amestec = n moli CO. M CO + n moli Cl₂. M Cl₂

-amestecul echimolecular este un amestec de componenți, care au același număr de moli:

n moli CO = n moli Cl₂= a

Rezultă că:

742,5 g amestec echimolecular= a (mol).28g/mol+ a(mol) .71 g/mol

a= 742,5 g/ 99 g/mol= 7,5 moli

a3) % moli CO reacționat (transformat în COCl₂) = ?

Introducem datele în relația % moli CO și calculăm:

% moli CO = 2,5 moli .100%/ 7,5 moli = aprox 33,33%

moli CO nereacționat = 7,5-2,5=5 moli, % moli CO nereacționat=66,67%

Pct b  Constanta Kc, la momentul stabilirii echilibrului chimic pentru reacția reversibilă, dintre CO și Cl₂ este:

reactanți                  produs de reacție  

CO (g) + Cl₂(g)   =   COCl₂

Kc = C M COCl₂/ C M CO . C M Cl₂

unde:

C M COCl₂= concentrația molară de COCl₂, în amestec la momentul echilibrului chimic = mol/L. O calculăm ușor, fiindcă știm: masa de COCl₂ și volumul vasului de reacție.

C M CO, C M Cl₂= concentrațiile molare ale CO și Cl₂ rămași nereacționați la momentul echilibrului chimic = (mol/L). Trebuie să le calculăm, cu ajutorul tabelului de variație ”n moli”, în timpul reacției chimice reversibile, până la stabilirea echilibrului chimic.

Relația matematică pentru CM este:

C M= n moli dizolvat în amestec / Vs   (mol/L)

Vs= volum soluție (amestec omogen) = Volum vas de reacție=2,5L.

b1) număr de moli de CO și Cl₂ nereacționați și existenți în amestec, la momentul stabilirii echilibrului chimic =?

Tabelul de variație n moli

moli                     CO                 +   Cl₂                   = COCl₂

inițial:                     7,5                   7,5                            0

consumat/format: 2,5                    2,5                          2,5 (vezi pct a1)

existent la echilibru chimic:

                         7,5-2,5=5   7,5-2,5=5                            2,5

b2) C M ale componenților din amestec la momentul echilibrului chimic=?

C M COCl₂ = 2,5 moli/2,5 L = 1 M

C M CO=C M Cl₂= 5 mol/ 2,5 L= 2 M

b3) Kc =?

Kc = 1 M / 2M . 2 M = 1/4 M = 0,25 M⁻¹

R: a ) aprox. 33,33%; b) 0,25 M⁻¹

Verificați, vă rog calculele!

Explicație: