Costanti equilibrio Kc e Kp

[lodofica]

Non sono molto convinto di come ho risolto queto esercizio, qualcuno ci darebbe un'occhiata cortesemente?

14g di N2 e 1.6g di H2 reagiscono in un recipiente di 1L ad 300°C secondo la seguente reazione:

.................................................................N2+H2<=>NH3

All'equilibrio la massa di NH3 che si forma è pari a 2.55g. Determinare Kc e Kp. In che verso si sposta l'equilibrio, in seguito all'introduzione nel reattore di un certo volume di H2 (T e P costanti)?

Io ho risolto così:
N2+3H2<=>2NH3

*N2
m=14g
PM=2*14.01=28.02g/mol
n=14/28.02=0.5mol
[N2]=0.5/1=0.5M

*H2
m=1.6g
PM=2*1.008=2.016g/mol
n=1.6/2.016=0.8mol
[H2]=0.8/1=0.8M

*NH3
m=2.55g
PM=14.01+3*1.008=17034
n=2.55/17.034=0.15mol
[NH3]=0.15/1=0.15M

Kc=([NH3]^2)/([N2]*[H2]^3)
Kc=(0.15^2)/(0.5*0.8^3)=0.088

Kp=Kc*(R*T)^(delta n)=0.088*(0.082*573)^-2=3.98*10^-5

Grazie in anticipo
Andrea

[Mario]

All'equilibrio le moli presenti si calcolano tendo conto della loro variazione:

per N2
0,6 - x


per H2
0,8 - 3x


per NH3
2x

Il valore di 2x lo sappiamo ed è 0,15, per cui possamo facilmente calcolare le concentrazioni all'equilibrio:

per N2         0,6-0,075=0,525
per H2         0,8-0,225=0,575

la Kc allora diventa:
Kc = (0,15^2)/(0,525 * 0,575^3=
     = 0,225


la Kp si calcola a partire dalla Kc con la nota equazione Kp = Kc * (RT)^-2


saluti
Mario

[lodofica]

Questo è un eserzio corretto della mia professoressa di chimica, è praticamente uguale a quello di prima, cambiano solo i dati. Vorrei capire le differenze nel risolverlo.
A 450 °C in un reattore dal volume di 5 L sono presenti all'equilibrio 94.04 g di azoto, 8.205 g di idrogeno e 21.89 g di ammoniaca, tutti allo stato gassoso, secondo la seguente equazione chimica (da bilanciare).
N2(g) + H2(g) ⇆ NH3(g)
Determinare i valori delle costanti di equilibrio Kc e Kp (P.A. H= 1.008 u, P.A. N= 14.01 u, R=0,082 L atm mol-1 K-1). In che verso si sposta l'equilibrio, in seguito all'introduzione nel reattore di un certo volume di idrogeno, mantenendo inalterate le condizioni di temperatura e pressione?

SVOLGIMENTO
Innanzitutto occorre bilanciare la reazione in oggetto
N2(g) + 3 H2(g) ⇆ 2 NH3(g)

Scriviamo l'espressione della costante di equilibrio della reazione:
Kc=[NH3]^2/([N2]*[H2]^3)

Ricordarsi che nel determinare la Kc bisogna considerare le CONCENTRAZIONI ALL'EQUILIBRIO. In questo caso sono forniti i grammi presenti all'equilibrio e bisogna calcolarsi il numero di moli e, quindi, le concentrazioni:
n(NH3)= 21.89 g/(17.034 g/mol)= 1.285 mol
n(N2)= 94.04 g/(28.02 g/mol)= 3.356 mol
n(H2)= 8.205 g/(2.016 g/mol)= 4.070 mol
[NH3]eq = 1,285 mol/5 L = 0,257 M
[N2]eq = 3,356 mol/5 L = 0,671 M
[H2]eq = 4,070 mol/5 L = 0,814 M
Sostituendo nell'espressione di Kc
KC=(0.257)^2/(0.671) (0.814)^3=0.182
Data la relazione tra la Kc e la Kp
Kp = Kc (RT)^Dn= 0,182 (0.0821 723)2-1-3= 0.182*(59.36)^-2=5.17 ·10-5

Grazie
Andrea

[Mario]

Questo è un esercizio ben diverso dal precedente. Qui vengono date le quantità all'equilibrio, nel primo bisognava risalire ad esse. Di conseguenza il ragionamento prende due strade assai differenti.

saluti
Mario