2) In un reattore si introducono 3 moli di COCl 2 e 1 mole di Cl 2 a 650 C. La reazione che ha luogo è la seguente: COCl 2 (g) <==> CO (g) + Cl 2 (g)

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1 1) Per la seguente reazione: CO (g) + H O (g) CO (g) + H (g) Determinare la costante di equilibrio a 600 C essendo noti: ΔG f (CO (g) )= kj/mol ΔG f (CO (g) )= kj/mol ΔG f (H O (g) )= kj/mol Se a 600 C in un reattore di volume pari a 5 L si introducono 0. moli di CO, 0.1 moli di H O, 0.5 moli di CO e 0.4 moli di H stabilire se il sistema è all equilibrio giustificando la risposta. Se non è indicare in quale direzione evolverà la reazione e determinare le concentrazioni delle specie all equilibrio. ) In un reattore si introducono 3 moli di COCl e 1 mole di Cl a 650 C. La reazione che ha luogo è la seguente: COCl (g) <==> CO (g) + Cl (g) Se la P totale di equilibrio è 11,7 atm e il numero di moli totali all'equilibrio è 4,84, quanto vale Kp? Determinare il valore di Kc.

2 3) Per la reazione seguente: N + 3 H NH 3 Determinare la costante di equilibrio a 350 C essendo noto: DG f (NH 3(g) ) = kj/mol Se a 350 C in un reattore di volume pari a 0 litri vengono introdotte 0.7 moli di N, 1.3 moli di H e 0.9 moli di NH 3 stabilire se il sistema è all equilibrio giustificando la risposta. Se non lo è indicare in quale direzione evolverà la reazione per arrivare all equilibrio.

3 Per la seguente reazione: CO (g) + H O (g) CO (g) + H (g) Determinare la costante di equilibrio a 600 C essendo noti: ΔG f (CO (g) )= kj/mol ΔG f (CO (g) )= kj/mol ΔG f (H O (g) )= kj/mol Se a 600 C in un reattore di volume pari a 5 L si introducono 0. moli di CO, 0.1 moli di H O, 0.5 moli di CO e 0.4 moli di H stabilire se il sistema è all equilibrio giustificando la risposta. Se non è indicare in quale direzione evolverà la reazione e determinare le concentrazioni delle specie all equilibrio. Si valuta la variazione di energia libera standard della reazione: ΔG reazione = ΔG f (CO (g) ) [(ΔG f (CO (g) )+ΔG f (H O (g) )]= ( )=-8.67 kj/mol Noto il ΔG reazione è possibile calcolare la costante di equilibrio: o k p = e G reazione RT j/mol 8.31 = e j molk 873. K = e 3.95 = 5 Determinazione della composizione all equilibrio: Si valuta il quoziente di reazione che sarà confrontato con la costante di equilibrio: Q = P CO P H = (n CO RT/V) (n H RT/V) P CO P H O (n CO RT/V) (n H ORT/V) = 10 Poichè risulta che Q è minore di k, la reazione evolverà dai reagenti verso i prodotti

4 CO (g) + H O (g) CO (g) + H (g) moli inizio moli equilibrio 0.-x 0.1-x 0.5+x 0.4+x Si può determinare la x mediante la costante di equilibrio: k p = P CO P H P CO P H O Da cui si ottiene: x 1 = 0.6 (NON ACCETTABILE) x = 0.06 Calcolo delle concentrazioni all equilibrio: [CO]=( )/5= M [H O]=( )/5= M [CO ]=( )/5=0.04 M [H ]=( )/5= M = (n CO RT/V) (n H RT/V) (n CO RT/V) (n H ORT/V) = n CO n H n CO n H O = (0.5 + x)(0.4 + x) (0. x)(0.1 x) = 5

5 In un reattore si introducono 3 moli di COCl e 1 mole di Cl a 650 C. La reazione che ha luogo è la seguente: COCl (g) <==> CO (g) + Cl (g) Se la P totale di equilibrio è 11,7 atm e il numero di moli totali all'equilibrio è 4,84, quanto vale Kp? Determinare il valore di Kc. Dalla composizione iniziale si nota che uno dei prodotti non è presente nel sistema. Quindi il quoziente di reazione sarà nullo e la reazione procederà dai reagenti verso i prodotti: COCl (g) <==> CO (g) + Cl (g) moli iniziali moli all equilibrio 3-x x 1+x Conoscendo le moli totali all equilibrio è possibile calcolare il valore di x: 3-x+x+1+x=4.84 da cui k p = P Cl P CO P COCl k c = kp (RT) 1 = 0.3 = x Cl P x CO P x COCl P = x=0.84 n Cl n CO nt nt n COCl nt P = 17.4

6 3) Per la reazione seguente: N + 3 H NH 3 Determinare la costante di equilibrio a 350 C essendo noto: DG f (NH 3(g) ) = kj/mol Se a 350 C in un reattore di volume pari a 0 litri vengono introdotte 0.7 moli di N, 1.3 moli di H e 0.9 moli di NH 3 stabilire se il sistema è all equilibrio giustificando la risposta. Se non lo è indicare in quale direzione evolverà la reazione per arrivare all equilibrio. Si determina la costante di equilibrio dai dati di variazione di energia libera standard: Kp = e DG0 RT = e J/mol 8.31 J mol K 63 K = 584 Essendo noti il volume (0 l), la temperatura (63 K) e il numero di moli dei reagenti e prodotti si determinano le pressioni parziali dei singoli componenti: P NH3 =.9 P N = 1.79 P H = 3.3 E quindi possibile valutare il quoziente di reazione:.9 Q = = 0.08

7 Risulta Q < Kp di conseguenza il sistema non è all equilibrio ; essendo Q K < 1 il DG avrà segno negativo (DG=RT*ln Q ) e dunque la reazione procederà spontaneamente K verso destra. L effetto della pressione totale sull equilibrio è valutabile dall espressione della Kp: K p = P NH 3 3 P N P = x NH3 P tot H 3 x N P tot x H P = x NH 3 tot x N x H 3 P Dn tot Con Dn = (3+1) = - Se la pressione totale aumenta allora costante, x NH 3 x N x H K p = x NH 3 3 x N x H 1 P tot 1 P tot diminuisce e, poiché Kp deve rimanere 3 deve crescere. Di conseguenza aumenta il numero di noli di NH 3 oppure diminuiscono quelle dei reagenti.