La composizione di una miscela gassosa all’equilibrio

Francesca ha scritto:

Salve. Volevo chiederle lo svolgimento di questo esercizio.

A 1000 °C la Kp per l’equilibrio  C(s) + CO2(g) = 2 CO(g) vale 10-5. Calcola la percentuale in volume di CO presente all’equilibrio, sapendo che la pressione è 1,0 atm.

 

L’esercizio si svolge così:

Si scrive la relazione che esprime la Kp; essa risulta funzione della pressione parziale all’equilibrio di CO e di CO2, la cui somma deve corrispondere alla pressione totale all’equilibrio, che è 1,0 atm. Dall’insieme delle due relazioni è allora possibile risalire al valore delle due pressioni parziali.

Ricordando poi che il rapporto tra la pressione parziale di un gas in miscela e la pressione totale della miscela è uguale al rapporto tra il numero di moli del gas e il numero totale di moli, e che quest’ultimo rapporto è uguale al rapporto tra il volume parziale del gas e il volume totale, si può calcolare la percentuale in volume di CO.

I calcoli sono questi:

Kp = (PCO)2/(PCO2) = 1,0×10-5         PCO + PCO2 = 1 atm         

PCO2  =  (1 –  PCO)            (PCO)2/(1 –  PCO) = 10-5    

(PCO)= 10-5 × (1 –  PCO)  

 (PCO)+ 10-5×PCO – 10-5  = 0

PCO = 3,2×10-3 atm     

PCO / Ptotale = 3,2×10-3 atm/1,0 atm = 3,2×10-3 = nCO / ntotale = VCO / Vtotale

%CO =  (VCO / Vtotale100 = 0,32%

In conclusione, all’equilibrio la percentuale in volume di CO è pari a 0,32%; come si poteva prevedere sulla base del piccolo valore della costante di equilibrio, la quantità del prodotto di reazione, CO, presente all’equilibrio è decisamente modesta.       

Per la lezione

Prosegui la lettura