Actividades por pares: ¿Qué pasa en el equilibrio?

Actividades por pares: ¿Qué pasa en el equilibrio?

En esta actividad:

Interpretaras los datos de concentración para entender el equilibrio químico de la reacción de síntesis del S03.

Introducción:

La obtención de ácido sulfúrico por el método de contacto se lleva a cabo en 3 etapas:

1ª) Obtención de SO2. Se funde el azufre sólido, se filtra y bombea a una caldera donde es quemado.

 2ª) Conversión de SO2 en SO3: el SO2 pasa a un convertidor, donde es oxidado con aire tomado de la atmósfera, previamente secado por el propio ácido producido en la planta.  

3ª) Se disuelve el trióxido de azufre en ácido sulfúrico concentrado, lo que produce ácido disulfúrico (óleum).

[pic 1]

A este ácido también se le denomina ácido sulfúrico fumante, por su tendencia a emitir vapores. El  sí que puede reaccionar con agua de forma segura en una reacción favorable termodinámicamente, descomponiéndose para producir ácido sulfúrico concentrado del 97 al 99%.[pic 2]

[pic 3]

La reacción de formación de SO3 es una reacción intermedia en esta síntesis, está reacción es reversible por lo que alcanza un equilibrio químico, la reacción se lleva a cabo a 1500 °C.

Las concentraciones iniciales de cada componente de la reacción se pueden observar en la tabla 1.

Tabla 1. Concentraciones iniciales y de reacción de los componentes de la reacción.

También podemos observar el comportamiento de cada uno de los componentes en la figura 1, en la cual se aprecia que los componentes llegan a una concentración de equilibrio

Figura 1. Comportamiento de cada uno de los componentes en la reacción a 1500 °C con las concentraciones iniciales.

[pic 4]

Contesta lo siguiente:

La reacción se puede representar mediante la siguiente ecuación, la cual no está balanceada.

[pic 5]

1.  Balancee la ecuación anterior.

[pic 6]

1. ¿Cuál es el nombre de los compuestos que participan en la reacción?

Dióxido de azufre, oxigeno, oxido de azufre.

1. Rellena la tabla con las concentraciones de equilibrio a estas condiciones.

1. Calcule el valor de Kc con las concentraciones de equilibrio.

[pic 7]

1. Calcule Q (cociente de reacción) para las concentraciones iniciales y prediga la dirección de la reacción.

  por lo tanto :  la reacción iría a la derecha.[pic 8][pic 9]

1. ¿Qué pasaría con el valor de Kc si hay un aumento de temperatura de 100 °C?

Solo el cambio de la temperatura modifica la constante de equilibrio, en este caso al disminuir la temperatura de 1500 a 100 grados Centígrados , cambiara Kc

1. Ahora suponga que a la misma temperatura se tiene la misma cantidad de reactivos, pero la concentración del producto SO3 inicial es ahora de 0.5M ¿Qué pasaría con el valor de Kc?

La Kc  porque ahora la Kc tendría un valor de 7.8[pic 10]

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