equilibrio chimico

Salve, potreste aiutarmi con questo esercizio:

 Il diossido di carbonio CO2 reagisce, ad alta temperatura, con il carbonio grafite solido. Per l'equilibrio eterogeneo:

                              CO2 (g) + C (s) <=> 2CO (g) 

la costante di equilibrio è Kc= 10,0 alla temperatura di 850°C. Inizialmente sono posti in un reattore da 2,5 litri 38,0 grammi di CO2 e 67,5 grammi di carbonio grafite; il sistema viene riscaldato a 850°C e si instaura l'equilibrio a tale temperatura. Determinare la massa di CO all'equilibrio. Inoltre, calcolare la massa di carbonio grafite rimasta, sempre all'equilibrio. 

A questo punto non so come proseguire perchè non credo di poter usare il Kc con i gas. Inoltre non so come trovarmi la massa di carbonio grafite.

Potreste gentilmente aiutarmi? Grazie mille in anticipo.

Trasformiamo i grammi in moli in 2,5 litri:

CO2    (38/44)/2,5=0,345

essendo un equilibrio eterogeneo nonconsideriamo il C grafitico

All'equilibrio si ha:

CO2    0,345-x

CO       2X

quindi:

10 = (4x^2)/(0,345-x)

che risolta dà x=0,307

La quantità di CO è data da: (0,307*2)*2,5*28=43 g

Chiaramente la metà del carbonio presente nel CO deriva dal carbonio grafitico, quindi avremo

(43*12/28)/2=9,21 g

67,5-9,21=58,3g

saluti

Mario

Ma consideri il Kc = Kp perchè la differenza tra la somma dei coefficienti è zero? cioè 2- (1+1) = 0.

Grazie in anticipo.

Il Kp non lo cosidero affatto.

Uso il Kc e le concentrazioni molari.

Perché complicarsi la vita?

Saluti

Mario

Mario, mi permetto di dissentire sull'ultimo passaggio.

x all'equilibrio = 0,308 mol/L

n CO all'equilibrio = 0,308 mol/L x 2 x 2,5 L = 1,54 mol

m CO all'equilibrio = 1,54 mol x 28 g/mol = 43,1 g

n CO2 all'equilibrio = (0,345 - 0,308) mol/L x 2,5 L = 0,0946 mol

m CO2 all'equilibrio = 0,0946 mol x 44 g/mol = 4,16 g

n C che hanno reagito = 1/2 n CO all'equilibrio = 1,54 mol / 2 = 0,769 mol

m C che ha reagito = 0,769 mol x 12 g/mol = 9,23 g

m C rimasta = 67,5 - 9,23 = 58,3 g

Verifica legge di conservazione della massa:

m iniziale reagenti = m CO2 + m C = 38,0 + 67,5 = 105,5 g

m reagenti rimasta + m prodotto formato = 4,16 + 58,3 + 43,1 = 105,5 g

Flavio, nelle reazioni di equilibrio gassoso in fase eterogenea il calcolo del Δn va effettuato solo sulla base dei coefficienti stechiometrici delle sostanze gassose:

Δn = 2 - 1 = 1

Perciò:

Kp = Kc(RT)^Δn

Kp = 10,0 x (0,0821 x 1123)^1 = 922

Sono d'accordo. Ho provveduto alla correzione. 

Grazie

Mario