Galicia. Examen PAU resuelto de Química. Junio 2018

4.    En un reactor de 10 L se introducen 2,5 moles de PCl₅ y se calienta hasta 270 ⁰C, produciéndose la siguiente reacción:  . Una vez alcanzado el equilibrio se comprueba que la presión en el reactor es de 15,7 atm. Calcular:

4.1.  El número de moles de todas las especies presentes en el equilibrio.

4.2.  El valor de las constantes K_c y K_p a dicha temperatura.

 

4.1.  En el equilibrio tendremos:

 

 

         

Los moles totales en el equilibrio serían:

 

 

Podemos calcular los moles que reaccionan con la ecuación de los gases ideales, a partir de la presión total en el equilibrio:

 

 

 

Podemos calcular los moles que habrá cuando se alcance el equilibrio:

 

 

 

4.2.  La constante de equilibrio de concentraciones será:

 

 

Con los moles en equilibrio del apartado anterior y el volumen, podemos calcular la constante:

 

 

Para calcular la constante de las presiones utilizamos la siguiente ecuación que nos relaciona las dos constantes y que podéis ver aquí como se deduce:

 

 

Hay que recordar que  son los moles en fase gas en productos menos en reactivos. En este caso:

 

 

Calculamos la constante que nos piden: