Esercizi di termodinamica

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Fermio

2018-05-22 09:05

Non riesco a ben interpretare questo esercizio di dissociazione gassosa:

Per l'equilibrio I2(g) <--> 2 I(g) a 1000 K la costante Kp risulta 3.09e-3. Quale saranno le concentrazioni all'equilibrio di I2 e I se 1.50 mol di I2 vengono poste in un recipiente del volume di 3.0 litri che contiene già 15e-5 mol di I?

La prima domanda che mi sorge è: prima ancora di aggiungere le 1.50 mol di I2, le moli presenti di I le devo considerare già in equilibrio, quindi che parte di esse si siano associate in I2? 

Se questa prima analisi è corretta, potrei calcolarmi l'alfa di dissociazione... andando avanti però, significa che dovrei riutilizzare la stessa alfa anche dopo aver aggiunto le 1.50 moli di I2, cosa che mi turba, in quanto a differenza del Kp/Kc che resta costante a T costante, quella di dissociazione non è detto che rimanga fissa, ma si calibrerà di conseguenza. Che fare?

LuiCap

2018-05-22 11:31

La prima domanda che mi sorge è: prima ancora di aggiungere le 1.50 mol di I2, le moli presenti di I le devo considerare già in equilibrio, quindi che parte di esse si siano associate in I2? No, tu sai che in un recipiente chiuso del volume pari a 3 L introducendo 1,50 mol di I2 e 1,50·10^-4 mol di I a 1000 K si raggiunge l'equilibrio la cui Kp = 3,09·10^-3. Si tratta di un equilibrio di dissociazione gassosa in fase omogenea che avviene con un aumento del numero di moli (Δn = 2, no, = 1). Conoscendo la Kp a 1000 K , puoi calcolare la Kc alla stessa temperatura: Kc = Kp/(RT)^Δn = 3,09·10^-3/(0,0821·1000)^2 = 4,58·10^-7 L'equilibrio da risolvere è:

I2=2I_3.jpg
I2=2I_3.jpg
Terminando la risoluzione a me risulta: [I2]eq = 5,00·10^-1 mol/L eq = 4,79·10^-4 mol/L S.E.&O. ;-) Scusate, sono rimbambita Blush Kc = Kp/(RT)^Δn = 3,09·10^-3/(0,0821·1000)^1 = 3,76·10^-5 [I2]eq = 4,98·10^-1 mol/L eq = 4,33·10^-3 mol/L Vedete la risoluzione successiva alla risposta 6.

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Fermio

2018-05-22 15:48

I risultati proposti dal libro sono: [I2]eq = 4.98e-1 M; eq = 4.33e-3 M

Risolvendo personalmente il conto, ottengo a 4,99e-1 e 6,88e-4.

O qualche dato fornito dal testo non è compatibile con i risultati, oppure la costante di dissociazione gioca qualche ruolo e non colgo come potrebbe entrare nel ragionamento a fronte dei dati in possesso.

Ringrazio per il supporto!

LuiCap

2018-05-22 17:04

Non so che dirti, mi sarò rimbambita completamente. :-(

Sono certa (sempre che non mi sia rimbambita) del procedimento e faccio sempre i calcoli usando un foglio di calcolo, perciò senza mai arrotondare i risultati intermedi; per sicurezza li ho rifatti e mi risultano sempre le stesse concentrazioni a parità di dati forniti:

I2=2I_4.jpg
I2=2I_4.jpg

Secondo me tu sbagli la risoluzione dell'equazione di 2° grado: con le tue concentrazioni finali la Kc risulta 9,49·10^-7, da cui Kp = 6,39·10^-3, diversa dal valore fornito dal testo.

Con le concentrazioni fornite dal testo la Kc risulta 3,76·10^-5 da cui Kp = 2,54·10^-1, di nuovo diversa dal valore fornito dal testo.

Equilibrio I2 = 2I.xlsx
Equilibrio I2 = 2I.xlsx

Sei supercerto di aver ricopiato bene i dati forniti??? È un po' strano quel dato di 15·10^-5 mol di I scritto in quel modo.

Fermio

2018-05-22 17:32

I dati forniti sono quelli presenti sulla traccia (ho ricontrollato per la n+1esima volta per sicurezza). I risultati proposti potrebbero essere errati, purtroppo il testo è risaputo che contenga errori sparsi...

Grazie per la verifica fatta all'inverso, mi manca sempre la lucidità, dopo ore di risoluzioni di esercizi, di provare a controllare che i risultati forniti siano consistenti, inserendoli nel processo risolutivo :'(

Solo una domanda, di cui mi sono accorto solo ora: non dovrebbe essere Kc=Kp/RT? La differenza del numero di moli (e quindi dei coefficienti stechiometrici) non è = 1? Al di là dei risultati forniti dal testo, la nostra discrepanza dei risultati (anche se i miei non sembrino essere compatibili, ma posso rifarli ahahah) potrebbe essere in questo... mumble mumble

LuiCap

2018-05-22 18:46

È certo: sono rimbambita Blush, vado a nascondermi.

Ovvio che il Δn = 2 mol prodotto - 1 mol reagente = 1 mol

Scusami per il tempo che ti ho fatto perdere.

I2=2I_5.jpg
I2=2I_5.jpg

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Fermio

2018-05-22 19:10

Stranamente torna anche a me... la calcolatrice premetto che è sempre la stessa ahahah

La cosa più importante però è immagazzinare il senso fenomenologico dietro e tenersi allenati con i conti per il giorno dell'esame *sigh*

Non ti preoccupare, avessi fatto bene fin da subito i conti, avremmo chiuso l'esercizio 3 ore. Io nel frattempo però sono andato ovviamente avanti e sto navigando in acqua tempestose... ma sto avendo la meglio.

Grazie, grazie, grazie.

Fermio

2018-05-23 16:41

Buonasera, mi sono preso qualche minuto per rifletterci su, ma non riesco a trovare l'ago nel pagliaio. Propongo qui il testo con qualche mio spunto di riflessione/difficoltà:

Riscaldando a 340 °C un campione di NH4Cl(s) in un recipiente a volume costante si stabilisce l'equilibrio: NH4Cl(s) <==> NH3(g) + HCl(g) e la pressione nel recipiente risulta 1.08 atm.

Analogamente riscaldando a 340 °C un campione di NH4I(s) in un recipiente di volume costante si stabilisce l'equilibrio: NH4I(s) <==> NH3(g) + HI(g) e la pressione della fase gassosa in questo caso vale 0.185 atm.

Se si riscaldano a 340 °C in presenza l'una dell'altra le sostanze predette in un recipiente di volume costante si calcoli la pressione ad equilibri raggiunti.

Avevo trovato una strada per risolverlo avendo dando per noto il Kp (cosa che non è) e che di fatto non penso di riuscire a calcolare con le informazioni in mio possesso. Ho provato a calcolare le moli gassose di una reazione e dell'altra per poi calcolare la Ptot a moli sommate, ma poco è valso: è analogo alla somma delle due P fornite, che però qualitativamente non mi convince per niente, anche perché sostanzialmente la seconda reazione aggiunge dell'NH3, che come azione di massa penso faccia retrocedere il primo equilibrio. Come uscire dallo scacco?

LuiCap

2018-05-23 17:04

Lo dico sottovoce dopo la figuraccia di ieri... a me risulta un P finale di 0,632 atm.

Corrisponde al risultato fornito dal testo???

Fermio

2018-05-23 17:22

LuiCap ha scritto:

Lo dico sottovoce dopo la figuraccia di ieri... a me risulta un P finale di 0,632 atm.

Corrisponde al risultato fornito dal testo???

O:-)  

Il risultato fornito è P=1.0967 atm

Fermio

2018-05-23 18:10

Mi piacerebbe inoltre confrontarmi su questo esercizio, risolto stavolta con il procedimento del grado di avanzamento, che purtroppo mi fornisce due risultanti (in rosso) non concordanti con quelli fornisti dal testo... eppure mi risulta essere tutto corretto!

33_svolgimento.jpg
33_svolgimento.jpg

33_testo.jpg
33_testo.jpg

LuiCap

2018-05-23 18:24

In questi giorni non ne becco una, sarà la primavera!!!

Posto ugualmente la soluzione che avevo pensato, magari mettendo insieme due teste ci saltiamo fuori. :-D

equilibrio gassoso eterogeneo.jpg
equilibrio gassoso eterogeneo.jpg

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Fermio

2018-05-23 18:28

Continuo a ragionarci un po' su...

Mr.Hyde

2018-05-23 18:54

In questi giorni non ne becco una, sarà la primavera!!!

Luisa ...sei sempre GRANDIOSA/imponente /maestosa!!!!!  ...non preoccuparti della primavera :-D

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LuiCap

2018-05-23 19:03

Esercizio 33

a) X(H2O) = 0,550; X(H2) = 0,450

b) 78,19 g Fe3O4

c) 50,97%

d) 62,64 atm

O_o

Fermio

2018-05-23 19:19

LuiCap ha scritto:

Esercizio 33

a) X(H2O) = 0,550; X(H2) = 0,450

b) 78,19 g Fe3O4

c) 50,97%

d) 62,64 atm

O_o

Corretto... cosa di errato nel mio modus operandi? Che d'altronde mi scambia le frazioni molari di H2O e H2... che pensavo fossero invertite nelle soluzioni, ma mi hai smentito ancora una volta!  azz!

LuiCap

2018-05-23 20:46

Non c'è nulla di sbagliato nel tuo procedimento, hai solo sbagliato numericamente il calcolo del grado di avanzamento, di conseguenza tutti gli altri valori numerici risultano sbagliati. :-(

equilibrio gassoso eterogeneo_2.jpg
equilibrio gassoso eterogeneo_2.jpg
equilibrio gassoso eterogeneo_3.jpg
equilibrio gassoso eterogeneo_3.jpg

Fermio

2018-05-24 05:52

Confermo la mia incapacità nel svolgere in maniera pulita tutti i conti... sigh Grazie! Trovo riscontro anche sui miei calcoli. L'esercizio precedente invece non riesco a venire a capo... la soluzione postata in fondo mi convince (ma mi lascio convincere facile io ahahah) però mi sembra strano che il risultato del testo sia così discordante... chissà. Rifletto per qualche altro minuto e poi passo oltre, anche se rischio di non dormirci la notte per gli esercizi che non risultano :';-) EDIT 09.10 := Seguendo la linea qualitativa che due gas diversi nelle stesse condizioni di V e T esercitano la stessa pressione, lo svolgimento proposto mi convince ancora di più e considerando che i due Kp calcolati restano costanti a T costanti, entrano nel Kp(somma delle due reazioni) e il risultato non può che essere questo. Segue che stavolta potrebbe essere con buona probabilità un errore del libro di testo! Edit @LuiCap; non è forse errato, nella reazione di somma, poter considerare che l'unica variabile incognita sia X? Cioè mi dico, partendo da due quantità diverse dei composti, posso dire che comunque si formeranno lo stesso numero di moli di HCl e HI, che provengono da due reazioni differenti, anche in quantità?

Fermio

2018-05-24 07:44

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