EQULIBRI CHIMICI
Help, aiutatemi a risolvere questo es, ho provato, ma arrivato a metà mi blocco e nn riesco a capire come continuare
 :-(

Calcolare il Kp della reazione:
NH4HCO3(s)=NH3(g)+CO2(g)+H2O(g)

Sapendo che mettendo a reagire 39.5 gr di NH4HCO3 e 89.70 L di NH3 (misurati in c.n.) in un recipiente inizialmente vuoto a 500 C, misuro all'equlibrio una pressione totale di 21 atm ed una pressione parziale di NH3 pari a 12,60 atm

Allora questo è quello che ho provato a fare:
 
Kp= 12.60*P(CO2)*P(H2O) (nn considero la pressione del reagente in quanto solido ha attività unitaria, però in realtà nei reagenti ho anche NH3 secondo il testo..questa cosa mi confonde .. -.-')

P(CO2)=(nCO2/ntot)*21
P(H2O)=(nH2O/ntot)*21

e

P(NH3)=12.60=(nNH3/ntot)*21

ntot= PV/RT=21*V/[0,0821*(500+273)]=21*V/773=V/0,33

è corretto pensare che avendo i prodotti della reazioni gli stessi coefficienti stechiometrici abbiano lo stesso numeri di moli, quindi che nNH3=(V/0,33)/3=V/0,99? 
Però se tutti e 3 i prodotti della reazione avesso lo stesso numero di moli, allora hanno anche la stessa pressione parziale, ma ciò non coincide con i dati iniziali :-( 

Ho provato a vedere se mi torna utile calcolare le moli iniziali di NH4HCO3 facendo g/PF= 39,5/79=0.5, ma nn riesco a capire come e dove posso utilizzare questo dato......

please help me !!!
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Io lo risolverei così:

   
Ciao
Luisa

Dal laboratorio se ne usciva ogni sera, e più acutamente a fine corso, con la sensazione di avere “imparato a fare una cosa”;
il che, la vita lo insegna, è diverso dall’avere “imparato una cosa”.
(Primo Levi)


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Carolina
Grazie mille, in effetti uno dei risultati era 222,26.

A proposito della legge di stato del gas, volevo farle una domanda, io spesso negli esercizi come V considero non quello del gas, ma quello del reattore a volume costante, è corretto? (immagino che il gas raggunga la massima espansione), ho un po di confusione su quando e come applicare la legge nelle reazioni...
Tipo di esercizio che ho risolto, può dirmi se secondo lei è corretto?

Il carbonato di ammonio si decompone a 300K secondo la reazione:

NH4CO2NH2(s)=2NH3(g)+CO2(g)

Introducendo in un reattore di volume costante pari a 0,1m3, 420 grammi di carbammato si ottiene dopo la reazione a 300k, una pressione totale pari a 0,2 atm. Calcolare Kp.


Risoluzione:

PV=nRT 
n=PV/RT
nCarbammato=n= 0,2*100/0,0821*300=20/24,63=0,81

Poi ho considerato che i prodotti della reazione hanno come coefficiente 2 e 1,

quindi:
nNH3=0,81/3*2=0,54

nCO2= 0,81/3= 0,27

P(NH3)=X(NH3)P=0,54/0,81=0,66*0,2=0,132

P(CO2)=X(CO2)P=0.27/0,81=0,33*0,2=0,066

Kp= P(NH3)^2*P(CO2)=0,0011
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Il risultato numerico della Kp nel primo esercizio che hai postato non cambia, però mi sono accorta che avevo sbagliato il calcolo iniziale delle moli di NH3 perché avevo stupidamente utilizzato una temperatura di 773 K anziché 273 K.
Mi sono anche accorta che il dato di massa iniziale di NH4HCO3 fornito dal testo (39,5 g) è sbagliato, ecco la dimostrazione:

   

La risoluzione del secondo esercizio che hai postato è sbagliata perché non puoi applicare la legge generale dei gas sul reagente iniziale solido.
Il volume del reattore coincide sempre con il volume totale dei gas contenuti ala suo interno perché il reattore è un sistema chiuso; se fosse aperto non si potrebbe instaurare alcun tipo di equilibrio perché i gas si disperderebbero nell'ambiente.

      
Ciao
Luisa

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Carolina
grazie mille,
vado in ordine con le domande:

sul primo esercizio anch'io avevo considerato 773 perchè 500 gradi C +273 per convertirli in K, lei lascia 273 perchè nella traccia dice 39, 5 gr misurati in c.n?
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No, perché la traccia dice 89,70 L di NH3 (misurati in c.n.); le c.n. per un gas sono 1 atm e 273 K.
Il numero di moli di NH3 contenuto in 89,70 L a c.n. non cambia al variare di T e P.
La massa iniziale di reagente solido è un dato inutile per il calcolo della Kp; serve solo per controllare che la legge di conservazione della massa sia rispettata e infatti, come ti ho dimostrato, il dato fornito a mio parere è sbagliato.
Infatti questa verifica nel secondo esercizio risulta corretta.
Ciao
Luisa

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Carolina
si ok, volevo dire 89,70, perfetto chiarissimo,

Nel secondo esercizio NH4CO2NH2 avevo ignorato fosse solido -.-'
Altre due domande, le sembreranno ovvie, per noi studenti ignoranti non lo sono :-D :

1) per quanto riguarda la legge di stato dei gas, quando è possibile, si può applicare sia a un singolo reagente, quindi inserendo le moli del reagente o a tutto il sistema inserendo le moli tot?

2) quando in una reazione abbiamo dei solidi se si parla di Kc e Kp hanno attività unitaria = 1, però quando, come nel nostro caso, (2° es) ci serve il numero delle moli totali, inseriamo i valori nello specchietto, senza poi ovviamente considerarle nella somma delle molti tot dato che applichiamo la legge dei gas?
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3) rivedendo la mia risoluzione (es 2)  in realtà, io inserisco nella legge di stato dei gas gli stessi valori che inserisce lei, cioè il fatto che il carbonato sia solido non interessa il mio procedimento perchè io pongo n finale come obiettivo e inserisco valori T P e R.... dov'è l'errore?
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1) per quanto riguarda la legge di stato dei gas, quando è possibile, si può applicare sia a un singolo reagente, quindi inserendo le moli del reagente o a tutto il sistema inserendo le moli tot?
Certo:
Pi · Vi = ni · R · T
Ptot · Vtot = ntot · R · T


2) quando in una reazione abbiamo dei solidi se si parla di Kc e Kp hanno attività unitaria = 1, però quando, come nel nostro caso, (2° es) ci serve il numero delle moli totali, inseriamo i valori nello specchietto, senza poi ovviamente considerarle nella somma delle molti tot dato che applichiamo la legge dei gas?
Certo: negli equilibri gassosi in fase eterogenea Kp, Kc e Kx si calcolano solo considerando le moli dei componenti gassosi.
Sia nell'esercizio 1 che 2 la variazione del numero di moli va calcolata solo considerando i componenti in fase gassosa:
1) Δn = (1+1+1) - 0 = 3
2) Δn = (2+1) - 0 = 3
Se la reazione fosse:
CH4(g) + 4 Cl2(g) <==> CCl4(l) + 4 HCl(g)
Δn = (0+4) - (1+4) = -1
Ricordati inoltre queste relazioni:
se Δn = 0 si ha: Kp = Kc = Kx
se Δn ≠ 0 si ha:
Kp = Kc(RT)^Δn
Kp = KxPtot^Δn
Ciao
Luisa

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Carolina, Rosa
tutto chiarissimo,duemila grazie

ma, rivedendo la mia risoluzione dell'es 2 in realtà, io inserisco nella legge di stato dei gas gli stessi valori che inserisce lei, cioè il fatto che il carbonato sia solido non interessa il mio procedimento perchè io pongo n finale come obiettivo e inserisco valori T P e R.... dov'è l'errore?
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