Calcolare costante equilibrio Kc anidride solforosa e ossigeno?

[Albi02]

Ciao a tutti, qualcuno potrebbe aiutarmi con questo esercizo? Non capisco proprio il ragionamento da utilizzare.

0.860 g di anidride solforica vengono scaldati, a 1100 K in un recipiente da 1.0 L, decomponendosi, in una reazione di equilibrio, a anidride solforosa e ossigeno molecolare. Reazione: 2SO3(g) = O2(g) + 2SO2(g)
Sapendo che la pressione totale di equilibrio, a 1100 K, è pari a 1.30 atm, calcolare la Kc e la Kp per la reazione indicata (a quella T).

[manuel]

Ciao,
per calcolare la costante di equilibrio Kc, dobbiamo determinare le concentrazioni di equilibrio dei gas coinvolti nella reazione. Poiché conosciamo la pressione totale di equilibrio, possiamo utilizzare la legge dei gas ideali per ottenere le concentrazioni.

La reazione è bilanciata come 2SO3(g) = O2(g) + 2SO2(g), quindi il rapporto stechiometrico tra i reagenti e i prodotti è 2:1:2.

Sia x la quantità di SO3(g) che si decompone (in moli) raggiungendo l'equilibrio. All'equilibrio, la quantità di O2(g) e SO2(g) sarà rispettivamente 0.5x e 2x.

La pressione totale di equilibrio è data come 1.30 atm, che è uguale alla somma delle pressioni parziali dei gas coinvolti:

Ptot = PO2 + PSO2 + PSO3

Sappiamo che PO2 = 0.5x / V, PSO2 = 2x / V e PSO3 = (0.860 g / (SO3 molar mass)) / V.

Utilizzando la costante R dei gas ideali (0.0821 L·atm/(mol·K)), la temperatura T in Kelvin (1100 K) e il volume V (1.0 L), possiamo scrivere l'equazione:

1.30 atm = (0.5x / (1.0 L)) + (2x / (1.0 L)) + ((0.860 g / (SO3 molar mass)) / (1.0 L))

Dobbiamo assicurarci che tutte le unità siano coerenti, quindi convertiamo la massa dell'anidride solforica (0.860 g) in moli. La molar mass (massa molare) dell'anidride solforica (SO3) è 80.06 g/mol, quindi:

(0.860 g / (SO3 molar mass)) = (0.860 g / 80.06 g/mol)

Ora possiamo risolvere l'equazione per trovare il valore di x. Una volta che avremo x, possiamo calcolare le concentrazioni di equilibrio e quindi le costanti di equilibrio Kc e Kp.

Dopo aver calcolato x, le concentrazioni di equilibrio sono:
[SO3] = (0.860 g / (SO3 molar mass)) / V
[O2] = 0.5x / V
[SO2] = 2x / V

Infine, la Kc sarà data dal rapporto tra le concentrazioni dei prodotti elevati ai loro coefficienti stechiometrici diviso per le concentrazioni dei reagenti elevati ai loro coefficienti stechiometrici:

Kc = ([O2]^1 * [SO2]^2) / [SO3]^2

La Kp sarà data dal rapporto tra le pressioni parziali dei prodotti elevati ai loro coefficienti stechiometrici diviso per le pressioni parziali dei reagenti elevati ai loro coefficienti stechiometrici:

Kp = ((PO2)^1 * (PSO2)^2) / (PSO3)^2

Risolvendo l'equazione e calcolando i valori, otterremo i risultati per Kc e Kp.