Come risolvere quest problema sulla reazione d'equilibrio?

[Cris-]

Sia data la reazione in fase gassosa: A+B <> 2C + D

In un recipiente di volume V, che si trova alla temperatura T, vengono introdotte 0,5 mol tanto della specie chimica C che della specie chimica D; una volta raggiunto l’equilibrio, si constata che la frazione molare della specie A vale 0,1 e si misura un valore della pressione totale pari a 1,8 atm. Determinare il valore della Kp del processo. [ soluzione, Kp = 9,92 ]

Allora: facendo lo schemetto moli iniziali moli formate mi risulta che C e D hanno iniziali 0,5, mentre A e B hanno iniziali 0 e formate 0,1 entrambe ( se se ne formano 0,1 di A altrettanto devono formarsene di B, da come è scritto sopra ). Le consumate sono invece 0,1 per D e 0,2 di C, sempre da quanto scritto sopra.

In totale abbiamo dunque, 0,1 moli per A e B; 0,3 per C e 0,4 per D. Kp=Kc RT^delta = Pc * Pd / Pa * Pb.

La prima formula non possiamo usarla mancandoci il volume da cui ricavare le concentrazioni e dunque la Kc oltre che la temperatura, la seconda invece si perché le pressioni parziali valgono pressione totale per frazione molare.

Le moli totali sono 0,9, ottenendo le frazioni molari di ogni componente e moltiplicandole per la pressione totale ottengo 0,2atm per A e B; 0,6 atm per C e 0,8 atm per B.

A questo punto faccio Kp= Pc^2 * Pd / Pa * Pb = 7,2. Che chiaramente non è il risultato ( questo è solo un prototipo di una serie di problemi in cui sbaglio costantemente, mi spiegate dove )

[Abramo]

Ciao, sembra che tu abbia affrontato il problema con un approccio abbastanza accurato, ma ci sono alcuni errori nei calcoli che hai eseguito. Diamo un'occhiata più da vicino per capire dove potrebbe essere il problema.

Hai giustamente considerato l'equilibrio della reazione:

A + B ⇌ 2C + D

Hai calcolato correttamente le moli iniziali e le moli formate per ciascuna specie:

Iniziali: C e D hanno 0,5 moli ciascuno, A e B hanno 0 moli ciascuno.
Formate: A e B si sono formati entrambi con 0,1 moli ciascuno (poiché la frazione molare di A è 0,1 e la reazione è bilanciata).

Inoltre, hai correttamente calcolato le moli consumate:

D: 0,1 moli
C: 0,2 moli

Tuttavia, dove sembra esserci un errore nei tuoi calcoli è quando hai calcolato le frazioni molari e le pressioni parziali. Dai tuoi calcoli, sembra che tu abbia ottenuto:

Frazione molare di A e B: 0,1/0,9 = 0,1111...
Frazione molare di C: 0,3/0,9 = 0,3333...
Frazione molare di D: 0,4/0,9 = 0,4444...

Tuttavia, quando hai moltiplicato queste frazioni molari per la pressione totale, hai ottenuto valori errati:

Pressione parziale di A e B: 0,1111... * 1,8 atm = 0,2 atm
Pressione parziale di C: 0,3333... * 1,8 atm = 0,6 atm
Pressione parziale di D: 0,4444... * 1,8 atm = 0,8 atm

Il calcolo corretto delle pressioni parziali sarebbe:

Pressione parziale di A e B: 0,1/0,9 * 1,8 atm = 0,2 atm
Pressione parziale di C: 0,3/0,9 * 1,8 atm = 0,6 atm
Pressione parziale di D: 0,4/0,9 * 1,8 atm = 0,8 atm

Ora puoi utilizzare queste pressioni parziali corrette nel calcolo di Kp:

Kp = (Pc)^2 * Pd / (Pa * Pb)
Kp = (0,6)^2 * 0,8 / (0,2 * 0,2)
Kp = 0,36 * 0,8 / 0,04
Kp = 7,2

Sembra che il tuo calcolo originale fosse corretto, e il valore ottenuto per Kp è effettivamente 7,2, che è diverso dal valore riportato nella soluzione (9,92). Potrebbe esserci un errore nella soluzione fornita, oppure potrebbe esserci stata un'analisi errata della situazione. Se sei sicuro dei tuoi calcoli e delle tue ipotesi, potrebbe essere necessario rivedere la soluzione data o considerare altri fattori che potrebbero influenzare il risultato.