Esercizio sulla legge di Le Chatelier
Esercizio sulla legge di Le Chatelier e la perturbazione di un equilibrio chimico
All'interno di un recipiente ed in condizioni di equilibrio chimico sono presenti le seguenti quantità di sostanza:
CO = 6,50 mol
H2O (vapore) = 0,65 mol
CO2 = 0,68 mol
H2 = 0,68 moli
CO + H2O ⇄ CO2 + H2
All'interno del recipiente sono introdotte 2,00 moli di H2O sotto forma di vapore.
Mantenendo costante il volume del recipiente e la temperatura, calcolare le moli di CO e H2 che sono presenti nel nuovo equilibrio.
Svolgimento
L'espressione della Keq è la seguente:
Keq = ([CO2]·[H2]) /([H2O]·[CO])
È possibile considerare, in questo caso, le moli a posto delle concentrazioni, in quanto i volumi si possono semplificare:
Keq = (mol CO2 · mol H2) /( mol H2O · mol CO)
Keq = (0,68 · 0,68) /( 6,50 · 0,65) = 0,109
Aggiungendo 2,00 mol di H2O allo stato di vapore, l'equilibrio, secondo il principio di Le Chatelier, si sposta verso destra. Chiamando X le moli di CO e di H2O che reagiscono si ha che:
..CO....+...H2O....⇄......CO2......+...H2
.6,50.......2,65............0,68.........0,68.....(sistema non all'equilibrio)
6,50-X....2,65-X...........0,68+X.....0,68+X...(nuovo equilibrio)
Sostituendo tali valori nella espressione della Keq, si ha che:
Keq = (0,68 +X)2 /[(6,50 - X) · (2,65 - X)] = 0,109
Sviluppando l'equazione di secondo grado, risulta che:
0,891· X2 + 2,356 · X - 1,4146 = 0
Dalla quale:
X = 0,504 mol
Pertanto:
n (CO) = 6,50 - X = 6,50 - 0,504 = 5,99 mol
n (H2) = 0,68 + X = 0,68 + 0,504 = 1,18 mol
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