Concentrazione delle sostanze all’equilibrio COBr2-> CO+ Br2

In un recipiente vuoto, del volume di 20,0 l, mantenuto a 160°C, si introducono 2,00 moli di COBr2 che si dissocia secondo l’equazione:
                                    COBr2(g)  freccia                  CO(g)     +    Br2(g)
Raggiunto l’equilibrio, la pressione totale dei gas è di 4,35 Atm. Da questi dati determinare la Kc della reazione a 160°C.
A questo punto si introducono 42 g di CO. Calcolare la concentrazione delle varie sostanze all’equilibrio dopo tale aggiunta nel recipiente in cui si è mantenuto costante sia la temperatura che il volume del recipiente.
(Pesi atomici (u.m.a) : C = 12,0; O = 16,0)

Per calcolare la Kc dobbiamo conoscere le concentrazioni all’equilibrio.
Indichiamo con x la moli di COBr2 che si devono dissociare per portare il sistema all’equilibrio.

Raggiunto l’ equilibrio, in base alla stechiometria di reazione, avremo :
moli COBr2 = 2 – x
moli di CO = moli Br2 = x

Le moli totali all’equilibrio = 2 + x eserciteranno una pressione di 4,35 atm nel recipiente di 20 L alla temperatura di 160°C

P*V = n*R*T
4,35*20 = (2 + x)*0,082*(160 + 273).
Risolvendo otteniamo
x = 0,45

Le moli all’equilibrio sono:
moli di COBr2 = 1,55
moli di CO = moli di Br2 = 0,45

[COBr2] = 1,55/2 = 0,775
[CO] = [Br2] = 0,225

Kc = [CO][Br2]/[CoBr2]
Kc = (0,225)^2/0,775 = 0,0653
moli di CO aggiunto = 42/28 = 1,5

Nell’istante in cui si aggiunge il CO avremo la seguente situazione
[COBr2] = 0,775
]Br2] = 0,225
[CO] = 0,975 (quelle all’equilibrio più la metà di quelle aggiunte perché il volume è di 2L)
Per il principio di Le Chatelier avendo aggiunto un prodotto la reazione si sposta verso i reagenti.

Indichiamo con x le moli di CO che devono reagire con x moli di Br2 per formare x moli di COBr2 per portare il sistema all’equilibrio. A equilibrio raggiunto avremo la seguente situazione
[COBr2] = 0,775 + x
[CO] = 0,975 – x
[Br2] = 0,225 – x

Queste concentrazioni all’equilibrio dovranno soddisfare la costante di equilibrio
0,0653 = (0,975 – x)(0,225 – x)/(0,775 + x)
Risolvendo si ottiene x= 0,151
[COBr2] = 0,926
[CO] = 0,824
[Br2] = 0,074