ILPAC P2, Equilibri i principis.Activitats resoltes

TEma EQuilibri. principis . ACtivitats resoltes

1. T
I
¡
¡-
I
¡
h
;
T
ilLpmffi [Pn
I N D EPE ¡1 DET,]T LEARNII'IG PHO JECT FOR ADVANCED CHEMISTRY
ffiquü&üturfi §:
Fr*mmüpts
q
T
;
T
;
Ei;arhsPareio
taretl
-.-\-¿2-'--
-r-{/-/ --t'-
,/-7---'--
(*--'-'
ri
,I
I

2. INTRODUCCIÓ
Coneixéments ¡rbvi-s
\.
-E;xamen ¡revr-
PRI}IEB, i'TIVEII
SISTEMES EIY EQUITIBRI
Eeaecions reversibles
Tipus de sisiemes en equilibri
Fase
Alguns exeuples'de sistemes en equi-1ibri
Equilibri en sistemes homogenis i heterogenis
Consid.eracions generals a I'entorn de 1'equilibri
CARACTERÍSTIQUES DE tr"ESTAI D,EQUIIIBBI
\-,,
Per qué els sistemes en equilibri són tancats
Com s'estableixen els sistemes en equllibri
FACTORS QUE AFECTM{ A IA POSICIÓ D,EQUIIIBRI
-,
Posició d.'equilibri
Principi d-e le Chatelier
Efecie sobre I'equrtibri d'una variació de concentració
Experiment 1 - L'efecte d.'una variacid d e concentració sobre
eIs equilíbris
Sblids purs i líquid.s purs en sistemes en equil ibri
Efecte sobre 1'equilibri d'u.na variació d.e temperatura
Efecte sobre 1'equll-ibri d'una variacló o.e pressi-ó
,-a\a
Ef ect e d 'un catalit zaó.or sobre I'equiiibri.
],IISTA D,OBJECTIUS }EI PRIIyIER NIVEII
EXA]{EN DEL PI?IMEE N]VEIL
1
2
3
SEGOI{ NIYEII
LA ILEI D',EQUILIBRI 29
Cál-cul d.e1 valor d.e la constant d'equilibri 31
Quan el volum pot omitj-r-se en I'expressió de la 11ei d.'equili- 33
bri
Experiment 2 - deierminació de la constant d,'equllibri 34
-,
Programa d'oro.inad-or de simulació de 1'equilibri de 1'etanoat 39
1t
cI e-f, a-L
Diversos problemes numéries que inclouen constants d'equilibri 40
Problemes qLre inclouen equacj-ons de segon grau 44
lA 0oNSTANT D'EQUIITBRI, K_ 48
Efecte d'un canvi de p""="1ó sobre u]1 sistema en equilibri 50
?rograma d.'ordlnador de sirnulació de Ia fabricaeió d.e 1'ácid- ,4
- ^,
SLlII UT]-C
I{assa molar nit jana d,'una mescla gasosa
IA VABIACIó DE IA CONSTANT D,EQUIIIBRI AMB.IA TEIIPERATURA
4
IL
q
7
!
Y
L]
o
L2
L2
t?
-'t
1
L)
1t_
t6
L5
t-B
20
¿¿
,É.
¿o
5+
55
v

3. PRODUCTE DE SOIUBIIITAT PER SAIS MOLT POC SOIUBIES
Cáleul del producte de solubilitat a parti-r de 1a solubilitat
Experj-ment 3 - d.eterminació d,'un producte d.e solubilitat
CáIcul de La solubilitat a partir deI producte d,e solubilltat
Limitacions d.e }a teoria de1 prod,ucte d.e solubiritat
,-,
E1ecf e d. un t_ó cornü
Experiment 4 - Il.lustració d.e 1'efecte d,e L'j.6 comú
\-
Quan tind.rá 11oc una precipitacíó?
EQUIITBRT Elt{ U-NA DISTRIBUCIó
Experiment 5 - Equilibri en una distribució
ITISTA D "OBJECTIUS }EL SEGON NIVELI
PROVA DE FINAI D,IINITAT
AP}NDIX Ú
Exercicis ad d.ici-ona1s
57
LX
59
a1
(Jl-
62
63
63
VJ
6B
oy
.7')
i)
APEI{}IX DOS
-¡
tra relació entre
.,
la relació entre
la relació entre
RESPOSTES }ETS EXERCICIS
constants d"'equilibri K i K
^o
- P c

A
il
les
Ki
Ki
tt
A2
vJ
¡1 h
B7
o'l
vL

4. INTRODUCCIÓ
Aquesta és 1a primera d.e tres Unitats sobre e1 tema de 1'equ!
libri, €1 qual és un concepte important a totes 1es branques ae Ia
químlca. En aquesta Unitat perfilem els principis d'equilibri i mos
trem que són aplicabLes a Llna considerable varletat d.e situacions.
En el Prinoer Nivell tractem e1s aspectes quali-tatius oe 1'equi
librir i t'ensenyem a aplicar Llna regla útifr eue es coneix amb eI
nom d.e principl de le Chatelierr per preveure eI sentit oe reaeció
d.'un slstema en equilibri aI eanvj-ar-li ]es condlcions.
En eI Segon Nive11 introd.uím les lleis d.'equilibri, una fórmula
maiemática que descriu tots e1s sitemes en equilibri. T'ensenyea a
aplicar Ia }1ei d'equilibri a un nombre diyers d,e sisteaes, incluint
.,
1'equilibri entre urla sal molt poe soluble i 1a seva solució satura-
da, i 1a distribució d'un solut entre d.os d.issolvents diferents. En
Ia Unitat P 3 (Equilibri II.'Acid.s i bases) i en Ia Unitat P 6 (Equi
libri III: R.eaccions Red.ox) apareixen noves aplicacions.
En aquesta unitat hi ha cinc experiments, quatre d.'el1s al Segon
Nive11.
Hi ha d.issenyat un video IIPAC per acompanyar a aquesta Unitat.
Aquests no és essencial, perb hauries d'intentar veu.re'L a1 sell mo
ment si t'és possible.
Equili-bri
1

5. CONEIXEMENTS ?RIVIS
Aba¡rs d.e comenqar a treballar aqu.esta Unitat, has d.'ésser capaq
d.e:
(1) exposar alguns exemples de reaccions reversibles;
(2) escriure 1'equació termoquínica d,'una reacció, d.onades 1es da-
d.es adequades;
Éscriure les d.efinlci-ons d.e1s següents termes
( a) mols d e substáncia, ( d) so}¡bil-itat ,
(3)
(b) massa mola:r,
(") concentració,
(4) escriure equacions, incluint
cions entre
(a) etanol i ácid etanoic,
(b) ferro i vapor d'aigua,
(") clorur de calci i carbonat de sod.i;
(5) resoldre equacions d.eI tipus
3x
tr-
(1 - x)(3 2x)
(e) pressié parcial,
(f) catálisi;
1'estat d.el-s símbols, per 1es reac
quad.rátics d.e la fornaen una equació
c
ax-,* bx * c
=
d.'exponents
0.
EXA.IIST - PREVI
Per averiguar si estás preparat per comen§ar eI Primer
Nivell, intenta fer e] següent exáEen, CI1 qual es basa en
e}s objectius d.els eoneixements pr}vis. No hauries d'em-
prar més d.e 3O minuts en 1'examen. Dótra les respostes a1
professor per qualificar-les.
2

6. EXAMEN - PREVI
Escriu u::a equació termoquímiea a
es dóna en el següent diagrama d.e
d.e
CT
1. partir
nive1].
1a lnfor"mació que
energia.
l.
6
E
')
)¿
_o.
(ú
E.
0)
2. Quin efeete fa un catalttzad.or en una reacció quínica?
3. Defineix els
="giiurr.t=
termes, emprant 1es unitats usuars.
(a) concentració,
(b) massa molar,
(c) solubilltat,
( d) pre ssió parci.al .
Escriu les equacions, incluint 1'estat dels símbol-sr per
]-es reaccions entre:
(a) eta::.o1 i ácid etanoJ-c,
(b) ferro i vapor d'ai.g:ua,
(e) clorur d.e ca1c1 i earbonat de sod.i.
Resol 1'equació Ae segon grau¡
.6x
:
= ----
(1 - 2x) (2 - x)
(2)
(1)
(2)
()\
(2)
(2)
A
t.
(2)
(2)
(2)
tr
(3)
(tota1 20 pr.urts)
C2H,OH[]l + 30.(g)
L
I
I
L
L
I
L
L
3

7. ?RIMER NIiTEIT
SISTEMES EN EQUIIIBRI
Objectj-us. Quan acabis aquesta part has d"'ésser capaq d.e:
(1) reconéixer que e1s sanvis reversibles són una característica
essencial d.els sistemes en equilibri;
(2) Citar exemples de diferents si-stemes en equilibri;
(3) Uiilitzar e1 terme fase per d.lstingir entre els sistemes homoge=
nj-s dels heterogeni-s
Reaccions reversibles
la major part de Ia química que has estud.iat fins ara correspo-
nia a les reaccions que aparei-xien com a "comp1etes". Per exemrle,
quan el magnesl es crema amb oxigen, tot eI metall es convertej-x en
bxid d.e magnesi, i quan un terós d-e carbonat d.e carci es tracta amb
un excés o'ácid ciorhÍorie,
-üot eI sdtia reacciona.
2Mg(s) + or(s) -------+' 2Mgo(s)
cacor(s) + 2HC1(aq)
-+
caclr(ao) + Ii20(1) + c0r(s)
En cap d'aquests cassos hi ha cap ind.icacid'que passi un canvi
reversible.
La idea de canvi reversible és molt
no hi ha reacció químlca; per exemple,
aigua congelant-se en gel" A més a més,
reaccions reversibles; per exemple, les
en
ttdos sentitstt.
corrent en els sistemes qtfe
ge1 fonent-se en aigua
j-
també has trobat algunes
reaceions que pod.en d.onar*se
Per exemple, si el ferro
pot convertir-se completament
Fe^0..
34
3Fe( s) + 4Hr0(g)
-Perb si 1'bxio s'escalfa
reacció reversible.
s'escalfa en ur: corrent d.e vapor d'ai'g:ua,
en bxid. d.e ferro(rf ) i diferro(III),
re,OO(s) + +Hr(e)
en un corrent d.'hidrogen té IIoc la
3Fe(s) + 4Hro(s)Fer0,(s) + +ur(s) --
3+1
Tanmatei-x, si el slsteua es ta¡.cat (e1 rraterial no pot escapar-
se) d.e manera que els reaccionants i e1s productes estan en contac-
te, les d.ues reacclons es d.onen alhora. llavors eI si-stema assoleix
u.13. estat d.'equilibri en e1 qual els canvis reversibles "a¡:uIen cadas
cú e1 que fa }'altre't.
4
I
t

8. B.epresentm aquest estat d.'equilibri per una "doble fletxarr +
(en alguns llibres pots trobar eI signe "igua1" =, utilitzat en
':-
aquest sentit). Utilj-tzarew aquest símbo1 per representar que d"os
processos oposats es fan alhora; per exemple,
3Fe(s) +4uro(g) + reroO(s) ++ttr(e)
Hi ba alguna dlferbncla sl s'escriu 1'equació en 1'altre sentit?
re,oo( s) + +ttr(d + 3Fe ( s) + 4Hro( g)
Contestarem aquesta questió ben av1at.
Altres exemples de sj-stemes en equilibri q.ue has estudiat en el
curs de pre-nrve11-A són:
rvr(s)+3ur(s) e zt{ur(s)
cacor(s) + c0r(s) + H2o(1) + ca(iic03)r(ao)
rcr(1) +c}r(s) d rclr(s)
(marró) (verd) (groc)
consid.erar iotes les reac
inclús quan e1s Processos
continuació d.lferents tiPus
Tipt:"s desistemes
'1ibri
en equL
Ifi ha algunes situacions que es fan canvis oposats alhora, arri
bant a un estat d.'equilibri. E1s úiferents tipus d-'equllibris que
tractarem en. les Unitats IIPAC pod.en classificar-se en 1a segü.ent
Taula 1.
Pot sorpend.re't al apendre q.ue és útif
clons químlques com si-stemes en equili-bri,
no són reaircent reversibles. Consid'erem a
de sisf,emes en equilibri-
t
t
L
L
5

9. Taula 1
Expliquem eI t€rÍIe' "fase'f era la secció següent.
6
t
L
I
I
I
t
t
I
I
I
I
PROCESSOS FfSICS
1. Sblid pur/Iíquio pur.
2. Líquid pur/vapor pur.
3. SAlid pur/vapor pur
4. Sblid pur en contacte amb urra solució, havent-hi- alhora d.lsso-
lueió Í cristal .L:-tzae:-ó-.
5. Solut distribuit (o fraccionai) entre d.os d.issolvents inmisci-
les (p."., no dissol igual l'oli que 1'aigua) .
?llOcESSOS QIIfIIICS
6. Equilibris químics entre reaeeionants i proo.uctes en Ia matei-
)9
xa fase'.
7. Equilibris quínics entre reaccionants i productes en fases dj"-
ferent s .
E1s tipus 6 L 7 eobreixen tots els processos químics, per'ó po-
d.en fer-se nés subd.ivi-sions.
B" Un sbti¿ ibnic molt poc soluble en contac-ue amb una solució
que conté els seus ions, fent-se alhora una cristal .Lttzacií i
una dissolucló.
g. Sistemes ácid-base (tractats amb rsés d.eta}} en la Unitat ? 3).
10. Sistemes red.ox (tractats amb més detalI en la Unitat P 6).
' ' d.'ions complexos (tractats amb més deta11 en 1a UnltatI l- . .F'o rmac r- o
é\
¿ )J.

10. F a s e
una fase es d.efineix com u.na part unlforme (homogbnia) d.'un
sistema Ia qual és d.iferent de la resta del sistema i separad,a d.e
I'altre per un }ímit clar. A continuació hi ha alguns exemples.
o1i
1í;art
aigua
NaCl,SiOr, CUO
Fig. L
E1 coniingut o'un tub
amb oli i aigua és Ltn
sistema d,e d.ues fases
( -t"1g.I) .
1.
r alcohol i
aigua
Fig.3.
3. Hi ha només una fase gas
perqué els gasós sempre es
d.ifundeixen en un altre per
a formar nna mescla homogé
nia. L'aíre és un sistema
d. 'u:la sola f ase ( FiS. 3 ) .
A1guns tlpus d.e sistemes d.'equilíbri d.e diferents fases s'11.1us-
tren, en 1a figura 5 de (¿) a (l). Et será útif identificar e1s d.j-ver
sos tipus. Per tant ara fes 1'Exercici 1.
Exercl.ci I Mira 1a llista d.els diferents tipus d.e sistemes
en equilibri d.e la Taula I. Per a cad.a tipus es
colleix ur: exemple ad.equat dels il.lustrats en
1a Fig. 5,
(Respostes a La página !1 )
Fig. 2.
2. ,Una mescla d.e sal, soma i
bxid de coure(rf), inclús
finament dividid.a, é= un sis
tema d.e tres fases (¡'iS.2).
Fig.4.
3. Els 1íquid.s mlscibles formen
un sistema d.'una sola fase,
perqubri-gual que e1s gasost
formen mescles homogbnj-es. Un
exemple és I'alcohol i 1'aigua
(ris.4).
7

11. AlgLlns exempl-l es de sistemes en
equilibri
¡
I
8
t
I
t
t
t
¡
t
t
I
I
brom gas
brom
1íquid
a7-sva
ot.
- ;'
ambrent a OsC
so]-uci-ó
de sucre
s at ura&
crístaI1s
d"e sucre
C
cristalls
d e Íod.e
Yapors d.e
iod e
E
Resultat
d.e 1a mes
r r ¿\
cra o acl-d
etanoic i
etanol
F
mescla
d.e vapor
.,
d ar-gua r.
hid rogen
,
recinient fort d.e
ferro i temperatu
ra consta¡:.t 50Osd
§
..,
sol-ucr_o
aquoÉa
cle 'sulfa
de coure
-- ---ñ\- -- :
---
- f,\l
-_ -_
l
amorlíae
d iluit
iode
aquós
iod.e en
tricloro e
J
resultat
1A de Ia raescla
:-fd.e sol-Lrcr-or1s
7 de clorur d.e
cáIcÍ Í- cár-oór:¿t
de calci
mescla de
¡-
sullatr oe'
coure (aq)
a¡nb amoníac
( aq)
-.2'soIIter-ó
blau fosc
L
Fis. 5.
A
ti-ra de
eoure
---<

12. Eq.uilibris en
i heterogenis
sistelBes homogenis
Una altra ma¡.era de classificació és la que d.lvideix els siste
mes d'equilibri en dos tipus sistemes homogenis i heterogenis,
sj-stema homogenl consisteix en una sola fase.
sistema heterogeni conslsteix en més d'una fase.
Exercici 2Mira de nou els sitemes d.'equili-bri il.lustrats
en La Fíg. 5 i escollelx quins d,'eI1s són homo-
genis i qui-ns són heterogenis. Igl:ora
rt1'ti¡"tt
d,e dintre e1s contenid.ors i observa que només a (C
conienidor és part d.e1 sistema d'equi1ibr1.
(Respostes a la página 9l )
)
Si pots identi-ficar un sistema heterogeni , será més fáci1 re-
soldre problemes numBrics, perqub pots simplificar fent algunes sg
posici-ons en e1s cál.culs arit¡abtics, Tanmateix pots identifiear un
sistema heterogeni a partir de I'equació química, si s'inclou 1'.g
tat d.e1s símbols.
Situaciotls generals de 1'e quilibri
Els d.iferents ti.pus de sistemes iL'equll.ibri a vegades es trac-
ten en els textos sota títols separats o inchl.s en capíto1s separats.
En 1es Unitats IIPAC, podem emfatLtzar que e1s prlncipis que s'ap11-
quen en algun siste$a en equilibri, s'apliquen Ber tots; pod.en assen§t
lar dues característiques que es cumpleixen senpre.
la 1lei d.'equilibri Ia tractem en eJ- Ssgon Nivel1. La secció
següent eI permetrh compendre quines són les característiques d.e
-a
I equl-ILora.
CARACTERfSTIQUES DE },ESTAT D,EQUILIBRI
pot demostrar-se que tots els sj-stemes en equilibri tenen 1es
mateixes característiques. fanmateix il.lustrarem aquestes carac-
terístÍques fent referbncia a r:ns qu¡nts exemples senzille.
Un
Iln
e1
9
1. Tots e1s sistemes en equilibri- tenen 1es mateixes caracterís
tiques generals.
2. Tots e1s sistenes eu. equilibri pod.en d.escriure's quantitativa
ment per una 1lej- d.'equilibri.
h
1//
\i__\

13. ectius;Quan acabls aquesta secció has d'ésser capag de:
(4) escriure amb paraules
tat d'equilibri;
$) 1l.lustrar i explicar
siste¡oa en equillbri
propies quatre característiques d.e 1'es-
ead.a caracterlstica fent referáncia a un
concretr '
ten
en
llegeix en e} llibre de text el que hi ha sobre 1es carac
i
terístiques de 1'esiat d'equ11ibri. Assegura't que entens le6 *l*,
d.iferbncies entre les propietats maeroscbpiques ( 1a majorj-a \l_J
d.e les propietats i 1es propietats moleculars. si no t'és pos
sible Yeure e1 progra.ma de video a que es refereix a sota, mira I'es
crit detall-at d.'un experiment que d.emostra que 1'equilibri ás d.iná-
mic.
',,si t'és posslble mira }a primera part d.er programa de video
"Equillbri'r en eI qual demostrem a¡lb LLn experlment que r;n siste
ma en equilibri- és dinámic.
uti-litza els apunts que has prbs per fer 1'exerciel següent.
Exercici per Fes la descripció d'un experiment que Gl
coir"Effiprofessor mostri que l'equilibri és d.inánic. I I i
tvt
El següent exercici avalua e1s teus coneixements de les carac-Ll
terístiques d.e 1'equilibri- dinámic .
Exercici 3 Fés una cbpia d.e 1a Taula 2
(a) Per cad.a sistema en equilibri de Ia Fig. 5
escriu, en Ia primera columna de La Ta:uJ'a 2,
una equació que ind.iqui el ca¡:vi reversible
.,
que té lloc i lgual.a-J.a. Es d.onen d.os exemples.
Després i-nd.ica que e1s canvls són reversibles,
eorrecte és escriure J.'equació en un sentlt com
q,
. J- aJ-Ire.
En alguns cassosrpot haver-hi més d.'un equilibri en
eI mateix sistema; p.€. tots e1s q.ue tenen solucj-ons
aquoses, hi ha 1'equi-3.i.bri.
I{20(1) * Hz0(s)
que s'inclou també err e1 més important que s'exigeix
en aquest exercicl. Si ¡ro pots decid.ir quin és I'equ!
.,
libri més importarrt, l1avors escriu completement no-
més que una equaeió, eom en Fig. , (I) i
(b) En Ia segona co1r¡mrra d.e 1a vostr a Ían,.l:a 2, per cada
sistema eseriu com a mínim tres propietats observa-
b1es, de manera que 1a tempeeatura, la qua3. té valors
constants provoea ca^avis conti¡rus a eseala atóuica.
(Respostes a la pbgina 91 )
10

14. Iaula 2
Sist ema
Propietats macroscó
piques constants
Exemples
arr(1) + rrr(s)
volum d.e brom Iíqur
massa d.e brnm gas
color d.el gas
cH3c0zH(1)+c2H50i{( 1) * cH3c02c
2H5(l-)
+
H2o ( 1)
11
Equac
j-ó
A
B
.C
D
E
F
\,
H
I
J
K
I

15. P
S
er
olx
que
"tan
els
cats"
sisteües en equilibri
Tots els sistemes representats
estudlat que 1'equilibri només pot
En e1 següent exerclci determines
ha d.'ésse tancat.
en 1a Fig. 5 són tancats, t has
assolir-se en un sistema tancat.
e1 perqué un sistema en equilibri
Exercicl 4 Mira de nou 1a Fig. 5.
(a) Qub passarla en els sistemes ArDrE i G si eI
slstema fos "obert" per haver-se tret 1a tapa
o perforat eI contenidor?. per qub no es man
tindria 1'equillbri?.
(b) En la práctica no sempre és tan important tenir u:r
sistena tancat com en els exemples de 1'apartat (a).
l,{ira per exem"ole e1 sistema K i explica pórqub no és
tan important que e1 tub estigui tapat.
(Respostes a la página 92 )
Com
oe
s'establelxenels
qullibrl
sistemes
1a part A de 1'experiment Z (págiaa
possible, perquB 1es mescles que pre
I'exanen de 1a Part B d.'aquí a pocs
L2
Uaa vegada el slstema está en equilibri és i-npossible determinar
si el sistema s'ha preparat parti-at d.els reaccionants o dels prod.uc-
tes. En Ia fi-gura 5 (E), per-exempler rto pod.ri-es distingir si e1 sis
tema s'ha preparat parti-nt d.'rma mescla d;hj-drogen i iod.e o bé
"=;;ifant i-odur d'hidrogen. Per veure sl pots resold.re com pod.ria esta¡iie
se 1'equi11bri, intenta e] següent exerci-ei.
Exqrcici 5 Escull tres sistemes, excepte ñ'8, d.e la flgura
5 i planteja per a cadaseun possibles alterr.atl
ves per establir I'equilibrl a partir de pu::t
d.e partida dlferents.
(Nota: de 1'A á G, i J, són fácils i ta resta, tal volta
no són tan senzills lntenta almeyns un d.,"i1"),
(Respostes a la página 92 )
A vegad.es, d.onat un punt d.e partid.ar pot trigar molt d.e temps
que Lrn sistema arri-bi a 1'equilibri. ?er exemple, una mescla ¿,áta
aoat d'eti1 i algua necessi-ta quasi tres dies per assol¡-r i;";"iii
bri?a temperatura ambient, inclús amb Ia preséncia d'un cata¡itzal
d.or.
h
U
____J/-
\l--_\
Per tant podries fer
) tan avi.at com sigui
paris estaran a punt per
dies
iJl
ui_\
I

16. En 1a seeeió següent estud.ies eIs sentits en qué un equillbri,
un cop establert, pot ood.ificar-se.
FACTORS QUE INFIUEIXHI EN trA POSTCIÓ DE I'EQUIIIBRI
un sistema en equilibri químic es defineix per una equaeid, com
has vist en l'Exercici 3. A més a més ulr. si-stema pot tenlr estats
diferents, Í eI canvi entre un estat i un altre pot originar-se d_e
varles maneres.
0bjeetlus. Quan acabls aquesta secci-ó has d'ésser capag d,e:
(6) expli-car e1 qu¿ significa. e1 terme posició d,equilibri-;
(7) fer una
(B) exposar
Posici6 d'e quilibri
Sovlnt emprem eI terme "posició d.'equilibri" al referirnos a un
estat parti-cular d.'un sistema en equilibri. Un estat o ur.a posicÍó,
difereix d-'urt altre en 1es concentraeions de les substáneiel n";:
sents en Ia mescla en equilibri, quan canvien les condicions, 1es
d'ues reaccions oposades, cadascuna ja no anur_a e1 qub fa 1,"íti^,
per tant e} sj-stema ja no está en equilibri. les
"orr"entracions
de
totes 1es substáncies canvien aL restablir-se una nova posició d.,equi
libri
Per exempler si un canvi- en les condicions d.e1 sistema:
xr(s) +rr(d + 2Hr(s)
resulta que 1a reaceió que va d.'esquerra a dreta es fa més rbpida
qBe 1a que va d.e d.reta a esquera, es formará més Hr fins que- res
velocitats de la reacció rápida i d.e 1a lenta s'lgualin i §,esta_
bleixi una nova posició d.'equilibri. En aquest eas, pod.em d.ír que:
"1'equiJ.ibri s'ha d.esplagat cap els prod.uctes,,
o "la posició d'equilibri s'ha d.esplagat a la dretar.
Observarás que Ia referBncia rfdreta,f o "esquerya,r o de rrreactius,r
i 'rprod'uctes[ en e1s si;*emes en equilibri són iotaluent 1nútils a no
ser que s'escrlgui Ia reacció a sota, perqub també, 1,equá"iá-p"t
escriure's en sentit contrari.
En el pre-nivel-A Ja es
velocitat d.e 1es reaecions
c cnt inuació.
1. Concentració
2. Temperatura
treballen eIs faetors que afecten a la
químiques. D'aquest es d.óna una llista a
Pressió
Cata].itzad.ors4.
13
llista dels factorsafecten a1s equilibris:
eI principl de le Chatelier.

17. Un slstema en equilibri sembla eonstar de dues reaccíons: una
reacció en' un' sentit i 1a inversa. Sembla raonable considerar, per
tantr Qre els factors q.ue afecten les velocitats poden també afectar
als sistemes en equilibri,
Estud'iarás 1'efecte de cadascun d.'aquests factors en d j-versos
sistemes en equilibri. Quan estud.iis farás ús d'un principi roolt
important, que pot aplicar-se a tots ers canvis d.e 1a posieió d.,equi
libri.
-
Principi d.eIe Chatelier
Un químic francbs, Ilenri- i,e Chatelier, investigá fa molts a¡.ys
els canvis erL els sistemes en equi]-ibri. Aquest treball publieat a1
1895, d-óna una espécie de'rregla del d.it gros,, per predi-r 1a direc-
"i{
cap a on es desplagará la posicló de i'equiiilri sota una varia
ció de 1es eond.icions d.e concentracid, temperaturar Fressió i a*¡ á
sense 1a presbncia d jun--eatalit
za.d.or.
A eontinuació es dóna una cbpia li_tera1 de1
de le chatelier. podries mirar e} teu llibre de
a .--
més senzilles f er 1'exerci-ci següent ! .
'fCada sistema en equilibrl químic sotmés
a la influbncia d'vr,a forga exterior que
tendei-x a causar una variaeió qualsevoJ-
en la seva temperatura o en la seva eon
d.ensació (pressió, concentració, nombrá
de molbcules per unitat d.e volum) en 1a
seva total-itat o en alguna d.e 1es seves
parts pot experlmentar tan sols aquelles
modificacj-ons internes que prod.uÍ.rien un
canvi de temperatura o de condensació,
en el sentit contrari aI que es produi-
rla per 1a forga exterior.'r
I,a importáncia del principi d.e le
1'apliquis a uns sistemes concrets en
Recorda que el prlncipl et permet
vi de 1a posicid d.e l'equilibri, perü
Chatelier e1 veurás clar
les secclons següents.
preYeure 1a d.ireeeió d'un
Á1
francés ciel principi
text i amb paraules
Exercici- 6 Escri-u, amb paraules teves, un enunciat més senz1l1
d.el principi de te Chatelier
0
(Resposta a 1a página 93 ) ñal
quan
ca^n-
14
no 1'extensió deI canvi.

18. Ef ecte d'una variac
concentraeions en 1
i6 d.e res
eq_uilibri
Obiectius. Qua¡a acabis aquesta secció has d.'ásser capag d.e:
(9) utilitzar eI principi d.e le Chatelier per pred,ir 1'efecte de
la variació d.e les cotlcentraclons sobre r.¡n siste&a en equili
DrL.
comencem aquesta secció amb un experiment senziLl. pots
consoli-dar eIs teus coneixements llegint els resultats (dee
prés d.e 1'experiment) i aplicar-1os a altres sistemes.
EXPEB,IMM{T 1
Efecte de ]-es variacions de
concentració sobre el-s equilibris
Fiaalitat
En 1'experiment introd.uim una peqa taquigráfica molt cómod.a j-
difosa. Els claud.ators que Ínclouen 1a fbrmula ri'una substáncia in
d-iquen 'reoncentracj-ó d€", per exemple
E"r*t"q)]
indiea ,,1a eorl""rI
tració d.'ions ferro (f rf j',.
-
L
E1 propbsit d.'aquest
,d.escobrir eom un sistema
reacei-ona d.ava¡rt un canvi
traeió d.e1s components de
Introd.ucció
experiment es
en equilibri
en 1a eoncen
la mescla.
Els ions ferro (fff) i els
per produir tioci-anat de ferro
1 'eouació.
1r
Fe-' (aq)
groc
par]-o
ions tioeianat reaccionerl en solució
(fff ), ur:' ió complexe, d'acord. amb
2L
+ Fe(§cN)-'(aq)
vermel]- fose
0,5 M KSCN
O.5 M FeC1,
+ §cN-(aq)
incolor
E1 color prod.uit per f ió complexe pot ind.icar la posició d.e
1'equilibri.
Mat eri-al
ulleres de seguretat
4 tubs d.'assaig amb La grad.eta
2 eomptagotes
ai-gua destil.1ad.a
soJ.ueió de tiocianat d.e potassi,
solució d.e clorur de ferro (III),
Clorur d.'a¡nonj., NH4 CI
L5
j
i
¡
I
l
-i
I
1

19. espátula
vareta d.e vid.re per remenar
Proc ed iment
1. Barre ja juntes una gota de solució de clorur de ferro(fff ) Or 5tyt
i una gota de sol_ució d.e tioeianat d,e potassÍ 0,5 iU en un tub
d.'assaig i afegeix aproxlmad.ament 5 cn3 d'aigua d"estí1.lad.a for
mant-se una solució d.e color tirant a taronja pália - marró.
2. Reparteix aquesta solució en quatre tubs d'assaigs a parts iguals.
3. Afegeix una gota de clorur d.e ferro (fff) Or5 M a u:: tub d.,assaj-g.
4. Afegeix una gota de tiociánat de potassi Orj M a un segotl tub.
5. Compara els colors d.'aquestes solucions amb 1es mostres intactes.
6. Afegeix una espátula plena d.e clorur d'amoni sbl¡-¿ a urr tercer
tub d,'assalg i remena bé. Compara el color d 'aquesta solució amb
el tub restant í anata 1'observació,
El clorur d'amoni desplaqa eIs ions ferro (fff) ae 1'equilibri-
formant-se e1s j-ons complexes FeCIJ . Una possible reacció és:
?l.
Fe-'(aQ) +
+? ,
! erecte es que es
(rrl).
Abans de marxar de1 laboratori, neteja els tubs utilitzats per
1'experi-ment 2
lnterpretació dels resultats
Iiavent fet tres observacions, suggereix u¡:.a causa per a cada can
vi de color i seguidament proposa e1 qub pot aeAñIe respecte a 1;
variació d.e Ia posició d.'equili_bri.
Com que disposes d'un model, llavors pots fer una predicció basa
da en e1s resultats d.e 1'experiment.
Taula de resultais 1
(Una sbrle de resultats es troben a La página 94 )
4c1-( aq.) + Fecll( aq)
+
red.ueix 1a coneentració d.e1s ions de ferro
Canvi
.a
uoservac l_o Causa D ed.ucc ió
F""J
augment
Ft*]
auguent
L 3+'l .. ..
L$e J
or_sm1.nucr_o
1b

20. Quest ions
i. Com variaria La posició d-'
c ió d e ¡,escu
2*t
2. Per cada canvi fet explica
cumnli¡tr e1 principi de le
(nespostes a la página 94
equilibri al augmentar Ia concentra-
com variaria
Chat eli er.
\
está saturat
1a posició d'equi-libri
o
fú
Per consolid.ar e1 trebalL fet en 1'experlment 1, llegeix e1 que
hi ha sobre 1'efecte d.els canvis d.e concentració en I'equilibri. Mi
ra aL aplicar e] prlncipi d.e le Chatelier la direcció del canvi de
1a posició d.íequilibri-, peró deixa per a més tard algunes eonsid.era
cions sobre 1'extensió d.e1 canvi i 1a 11ei d.'equilibri. E1s exercil
cis d'autoavaluació
-
t'ajudaran a aplicar-ho.
Considera el següent sistema en equilibri:
2Lt
t{:r-' (aq.) + I{2S(aq) = r\{ns(s) + 2}f-(aq)
Q.1 Quin efecte produeix sobre Ia posició d'
de més HrS (Consld-era q.ue e1 sistema no
de H2S.)-
R.1 la posició d.'equllibri es mou cap a Ia d"reta.
Q.2 Explica la teva resposta d.e Ia Q.l emprant e1 principi <ie le
Chateller.
&.2 E} ea¡rvl imposat en e1 sistema és un augment de 1a concentració
d.e HrS . La posició d'equilibri es mourá en el sentit d.e cgnsumir
part'd.el Hrs afegit. ¿ixí d.ongr €s formará nés }/tnS(s) i Ht(aq).
Q.3 guin efecte produeix el pas d.el gas clorur d.'hld.rogen etl Ia mes
c1a que está en Ia posició d.'equilibri?.
R.3 I,'equilibri es d.esplacará cap a 1'esquerra.
Q.4 Explica Ia resposta de la Q.3 emprent el principi d.e Le Chate-
lier.
R.4 El gas clorur d.'hidrogen es d.issol per prod.uir lons hldrogen et1
solució, auguentant així Ia. seva concentraci-ó. El sistema res-
pon d.esplagant-se cap a 1'esquerra per red.uir-ne 1a coneentra-
ció, produint més ¡m2*(aq) i HZs(aq)
Q.5 Quin efecte produeix sobre 1a posició d.'equilibri 1'ad.ició d'un
\-
aLcaLL? .
R.5 I,'equillbri es d.esplaga cap a La d.reta.
Q.6 Explica 1a resposta de la Q.5 emprant eJ- principi d.e le Chate-
1ier.
L7

21. R.6 l'álcali red.ueix 1a concentració d.e1s
1,itzaci-í; per tant té lloc una rb.pida
d.e nou.
ions hÍd.rogen per neutra
reacció per augmentar-lo
E1s dos sistemes que jem fet servir per estudiar 1'efecte dels
canvis d.e concentració són sistemes homogenis. la situaeló és normal
ment més senzilla en els sistemes heterogenis, com veurem tot seguif.
sblids
sisteme
purs
s en
i lfiqaid.s purs
e q u'i 1 i b r i
en e1s
Un dels sistemes d.'equili-bri
que ja has estud.iat és el que es
veu en 1a Fig. 6, Aquest 6s un
sistema heterogeni que conté un
sóti¿ pur. Quin efecte es prod.uelx
sobre la posició d.'equilibrl aJ.
afegir-hi més suere sóliAl
-.,
§o J-utc l- o
saturada
de sucre
Fig.6. istalls de
E Uere
Evid.entment 1a concentració de sucre es la solució no pot aug-
mentar pe-rqub ja está saturad.a. Sl es necessiten ci-nc cu]-larades d.e
su.cre per saturar }a solució d.'una tassa de t6, sis nc el far¡r,més
dolg!, Per tant 1a posició d.'equilibri roman inalterada. Com es re-
laciona aixó amb el prineipl de le Chatelier?.
Per respond.re aquesta qüestló Le¡n ¿e conslderar e1 qub volem dir
amb "concentració d'un sóIid.". En rr¡r.a solució i- em. un g&sr 1a concerl
tració varia segons que les partícules (mo1écu1es, átoms o ions) esl
ti-guin més junts o separad.es. En un sblid les partícules estan err
utes posicions relatlves les lrnes de 1es altres i aquestes posicions
són fixes; aixb significEr que 1a concentració és tamUé fixa. En efee
te, la concentració d.'u:r. sótiA és equi-val.ent a \a seva d.ensitat.
lanmateix afeglnt m.és suere aI sistema d.e Ia figura 6, canviem
la quantitat d.e sbti¿ present no La seva coneentració. Com que 1'"g
tatopisiciód.,equi11brieSdete:rnin*peiffintracionsd'e1es
substáncies presents, si es seguei-x afegint més sucre sbIid. no varia
., -,
J.a posició d.'equilibri.
Pots apliear un argumeat molt siaiJ.ar per aIs Iíquids purs.
tenta d.e fer e1 següent exerciei. ?ots consultar e1s llibres
d.e t erü .
In-
o-
t_r
1B

22. Exercicl 7En }a Fig. 7 esveu utx altre sistema en equi
libri semblant ja has estudiat.
brore "gas
brou"'1íquid
Fig.7.
al que
TT
l,r,,f
1.,:;:¡,1
l':',-1.. . l
lr':"'"'¡
l- ,,-,"1
| ';" ":':"1"
l:':'/1
]=j--_{
Expllea per qub 1'ad.d.ició d.e nés Iíquid. no fa eanviar
1a concentracló d.e blbm gas.
(Resposta a La pbgina 94 )
un alire exercici per assegurar-ie que h.as copsai aques
En Ia Fig. B es veu una 1ánina
amb u¡:a solució d.e ions cou.re
lámina d.e coure es reemplacés
eoure?. Expliea-ho
Int enta
ta i-d.ea.
Exercici B d.e coure en equilibri
^\
(II). Qué passaria si la
per un fi1 de
p
ña
fá¡n:i¡ra de coure
se-l¡ccÍó d.e
sil}flAt de coure
Fig.8.
(Resposta a
R.ecord.a que eneara
,
norma general s'aplica r
la pági::a 9+ )
que hem d.iscuti.d molts
a tots e].s sistemes en
pocs exemples, \a
equillbri.
la concentració d'un sbt:.¿ pur,'o d.'u¡t lfquÍ.d. ptrxr
Variant 1a quantitat d.e sblid. puf,r o 1íquid pürr en
equiJ.ibri no es modifica 1'equilibri.
és constant.
ulr.a mescla en
Ara consid.ererem 1'efecte d.els canvis d.e temperatura.
1g
I

23. Efe
de
cie sobre
temperatu
1'equilibri
ra
o uncanvi
0bjectiu. Quan acabls aquest
(10) aplicar el principi de Le
varlar la temperatura.
tema has d'ésser capaq de¡
Chatelier ere un equilibri a on es fa
Per a sinplificar comencem eonsid.erant 1 'efecte d.'ull canvi d.e
temperatura cortr ur, procés físie, en qub pots aprlcar e1 principi
d.e tots els equilibri-s, tan físies com químÍcs.
Consid.erem de nou el- sistema
que es veu a 1a Fig. 9.
brom gas
Brr(1) + nrr(s)
brom, tiquid
t
t
t
t
l'experiüncla ens ensenya
tema obert), es vaporitza. si
més gas.
Fis.9.
q.Lle si un líquid s'escalfa ( en un sis
aquest sistema s'escaIfa, es formará
Per ajud.ar-te a aplicar e1 principi de le Chatelier en aquest
sistema i generallizar 1'efecte d.e la temperatura a altres siste-
mes, fes e1 següent exercicl d'autoavaluaeló.
Q.1 utllitza:rt la teva taula peribdÍea, escriu una equacló
termoquímica per Ia vaporització d.e1 brom i dibuixa r.¡¡r
d.iagrama de niveI1 d'energia.
R.1, nr, ( 1) + nr, ( s) ; ¿ Ee( 33r I() = *L5.0 kJ mol-1
mo1'
Q.2.la vaporització der brom és exotbrmica o endotbrmica?.
,'/ KJ
Br.(g)
A¿P
Br.
( 1 )
R.2. Endotbrnica.
Q.3. Si 1'energia
dóna el canvi
es sumlnistra a1
d'equilibri?.
sistema, en quina direcció es
R.3, la poslció d'equllibri es d.esplaqa eap a 1a d.reta per prod.uir
. m6s brom gas.
20

24. Q.4. Explica 1a teva
le Chatelier.
resposta d.e la Q.3 utilitzant eI principi de
R'4 .E1 sistema
d-otbrmica,
q.5. Expllca que
d.a.
absorbelx 1'
per exemple
passa, quan
energia ad.dicionada eu. u¡.na reaecií en_
vaporitzant una mica d.e brom.
aquest sistema en equilibri, es refre
R.5. Quar:. e1 sistema es refred.a dóna energia.
alliberant energia mitj"angant una reacció
ple condensant una mlca d.e brom.
Fixa't que per als sistemes etl equilibri,
consideren per 1'equació ta1 com es escri_ta,
reacció més lavorable). ra reacció reversible
mbric de AH', perb amb eI signe canvlat.
EI sistema respon
exotbrmicar per exem
d.E l,IIPAC
i
, ,,
sr- t.és possible mira La segor.a part de video progr,ma
tfEqulllbri-"
el qual tracta de l;efecie de 1a temperaüura
sobre un altre sistema en equilibri. prln-ne notás per
al-s experiments. També seria necessari mirar la teróe-
Ta part, el qual tracta dels efectes d.e 1a pressió, pe
rb será mil-lor deixar-ho per a més end"avant.
Per consolidar eIs teus coneixements sobre l,efecte
d'e la temperatura sobre ers sistemes er. equilibri, 11e-
geix e1 capítol corresponent a1 teu 11ibre d.e text. Mi-
Ta per explicar-ho d',r-r1a manera qualitatlva; no et preo
:i-pi:
d"e 1'extensió d.e la variació de Ia posi-ció a'equ!
li-bri. s1 no has vist el- vid.eo, mlra ai[ue* exemple sobre L,
d.e la temperatura en un slstema en equilibri:
els vaLors de I He es
d.'esquerra a d.reta (la
té eI mateix valor nu
o
l--v+,
ti?
t-J
-,
af,aaf a
v{v9 uv
un érnbol móu:-t contá
a.-
de d.roxj-d. de nitro-
dinitrogenr N204,
"
sumergelx priñer amsumergelx priamb aigua calen
fred.a. Descriu e1s canvis de co-
explica'1s aplj-cant eI princÍp1
s5)
rvroo ( s)* euo, ( s)
a
_'!
A¡i- = +57.2 kJ mo1-'
Ara poü.ries fer e1s exercicis següents en els quals s,apriea
e] que has aprbs sobre e1s equilibris quími.cs.
Exereici 9Una xeringa lapada amb
en equilibri una mesela
genrN0rr i ietrabxid de
temperatura ambient, es
ta i després amb aigua :
1or que has observat i
de le Chateller.
(Aespostes a Aa página
2l
I
[,

25. Exercici 10 Quin efeet e fa un augment d.e temperatura sobre
1a posició d.'equilibri en e1s següeni;s exemples:
(a) HeO(s) + s(s) + c0(g) + nr(d;
-lH*= *13 r,r mol--l
(b) HzoZ( -) + Hr(s) + or(s) i dH+ = +2]0 kJ ,o1-1
(c) c(s) + or(s) + cOr(s); /Ho = -393.5 kJ ,ror-1
(d) Hs(r) + Hg(S) i aH€ = +60.84 kJ ,ot-l
(e) asclor(s) + as(s) +
lctr(d
+ or(ú; ÁHt+ = o.o kJ mc
(Respostes a Ia iágina gj
)
Exercici 11 Escriu quatre definicions sobre 1'efecte d.e:
(") un augment d.e temperatura en
(i) una reacció exotbrmica,
(ii) Una reacció end.otbrmica;
(b) una disminució d.e 1a temperatura en
(a) L¿na reacció exotérmica,
(ii) una reacció endotbrmica.
(Resnostes a }a página 95 )
ó:.
h
ul
\§\l__\
Havent d,iscutit eI qub passa en e1s sistemes en equilibrl quan
1a temperatura canvi-a, ara considerem els canvis de pressi-ó.
Efeete sobre 1'equilibrl d"'un canvi
de pressió
Objectiu. Quan acabis aquesta secció hauries d'ésser'capag de:
(11) aplicar el principi de le Chatelier en ufl equilibri en qub es
fa eanviar Ia pressió.
-' d'una variació de pressió es fa servir per sistemes els! electre
quals es troben en estat gasós. Escol-lim sistemes gasosos per 11.1us
trar-ho perqub e1s components sóliais i Iíquids són prácticament iná1
terables sota 1'efecte de 3-a pressi-ó; els seus volums, i per tant les
concentracions, són 1na1terab1es. Perb en les reaccions en qub i-nter-
venen gasosr ürI augment d.e 1a pressió porta a les molbcules a estar
més juntes i per tant augnent a La concentració d.els components gaso-
sos.
22

26. §i eneara no has vist 1a tercera part deI vid.eo IIPAC
"Equilibri'r el qual ensenya mitjangant u.¡I experlment 1'efec
te sobre wl sisteúa en equiJ.ibri de 1a varació d.e presslór-
fes-ho ara si t'és possible.
lJ.egeix e1 que hi ha d.e1s efectes d.e les varacions d"e
pressió sobre els slstemes en equilibri per ajud.ar-te a^mb
eJ.s exercicis que segueixen. De nou, concentra't en 1'as,-
pecte qualitatiu; i d.eixa els eblculs per a més end.avant.
Després de fer fins a1 fina3. e1s següents exerclcis
d.'autoavaluacid hauris iL'ésser capaq d.'explicar cóm un sis
tema gasós en equilibri respoá a un canvi de pressió quan-
s'aplica externament. EJ- sistema que farem servir és:
rc1, ( s)+ PC13(s)
o
w
+ ctr( s)
Cl, es col.loca en una xeringa d.e vi
eI Eistema assoláix 1'equilibri a
üna mescla de P91r, PCL3.t
üre, f i"njector está lapat, t
250 ec (Fig.10).
T'a
La
Fig. 10.
Yvt?
pressió de1 sistema
temperatura es marrté
s'augmenta apretant
constant a 25A
oC.
1'bmbol (trig.11).
com reaecionará
Fig. 1 1.
Q.1. D'acord amb eI
aquest sistema
principi de le Chatelier,
al augmentar 1a pressió?.
PClrPCt3,Ct2
PCt5,PCt3,ct2
R.1.
q.2. Quants mols hi ha a La banda d.reta d.e 1'equació?.
Es d.esplagará en eI sentit que 1a pressió d.isninueixi per tal
d.e recuperar de nou la pressió origlnal.
R.2. Ios.
Q.3. Quants mols hi ha a la band.a esquerra de 1'equacló?.
R. 3. U¡x.
Q.4. A una mateixa
si6: un mo1 d.e
temperatura j. nateix vo1um, qui farb menys preg
gas o d.os mols d e ga.s? .
23
I
l
I
I
:

27. R.4. Un mo1 d.e gag.
Q.5. Quina reacció (d.irecta o inversa) dlsminueix la pressió?
R.5. la reacció inversa dlsminueix Ia pressió:
rclr(s) +.crr(s) = rclr(s)
q.6. El- sistema representat en 1a Fig. 11 eom respondria a
ment de volum per d,esplagament de 1'émboI una petita
cLa?. considera que ra temperatura roman constant.
un aug
d istán-
R.6- Un augment de volum provocaria una d.isminució d.e1a pressió. E1
sistema tendiria a augmentar 1a pressió desplagant-se cap a La
dreta, produint-se per tant un major nombre de molécu1es.
La id'ea important a recoradar en relacié amb els equilibris ge-
sosos és q.ue La pressió d.'un gas és proporciona't al nombre d-e nolé-
eul-es (o mols) presents. la reacei-ó que afavoreix 1a formació de
aenys molbcules reduirá la pressió deI sistema i per tant Ia oposa-
d.a que Ies aruplia augmenta 1a pressló.
Ata intenta els exercicis següents. El primer iracta d'un sÍste
ma homogeni i eI segon d'un sistema heterogeni.
Exercici 12Quin és 1'efecte sobre
d'un' auginent de Ia
slstemes?
eso, ( s)
esI ( s)
+ or(e) +
(a)
(b)
(c)
(Respostes a
sg(s) + 3ur(s) *
aa
o equ.l-L1brl-
els següents
d-'equilibri
els següents
+ +n,(s)
I
ii
1a
tur(s) +
página
la posició
pressió en
zxir, ( s)
zso, ( s)
''t
r(
s)
e5)
Exercj-cl 13Quin és 1'efecte sobre 1a posició
d.'una disminució d.e la pressió en
sistemes?
(a) 3Fe(s) + 4Hro(g) * reroo(s)
(b) s(s) + or(d * sor(e)
(c) cacor(s) + cao(s) + cor(s)
(Respostes a la página 95 )
24
n
--r{\§\l__\

28. r Exercici 14
Ara anem
libri-.
Copla les següents senténcies a la llibreta
d'apunts i coupleta-1es.
(a) Els únics components d't¡rl. sistema en
equilibri que poüen nodificar-se per canvis de pres
sió són aquells que es troben en estat ..........
=
(b) si s'augmenta ra pressié a una mesela gasosa en
equi.11bri, 1a posició d.e 1'equilibri canvia en eI
sentit d'e fer ........t. €1 nombre d.e morécr¡les.
(c) si es d.isminuelx la pressió d'u:ra mescla gasosa en
equllibri, 1'equilibri es d.esplaga d.e manera taI
que ...... ..i...... el nombrg d.e molbculgs.
(d) §i un sistema té ......... nombre d.e molbcules a
cad.a costat d.e l'equació, un augment o t¡na d.1smú.
-a
nució d.e Ia pressió d.'aquest sistema no afecta á
Ia posició d'equilibri.
/)
p;
\§7'-\
(.?espostes a 1a págiaa 96 )
- t r- , . -per 1'últim d.els quatre factors que afecten a. l,equi_
E
1
f ecte d.els
,.-equii-ibri
cata':.-itzad.ors sobre
0biectius. Quan acabis aquesta secció has d.'ésser capag d.e:
(12) exposar 1'efecte dels cafiaLj-tzad.ors en els sistemes en equilil¡ri
(13) d-iscutir els factors que afectell a 1'equilibri en alguns proces
sos industrials.
Els catalitzad.ors sovint es fan servir en e1s processos ind.ustrlal
per mod-i-ficar e1s sisteües en equilibri; t'has trobat amb díversos
exemples en eI curs d.e pre-nive11-A, tal com eI procés de Haber per
la fabricació de l'arnoníac i e1 procés de Contacte per Ia fabricacid
d e 1').cid. sulfúr1c.
Els qufmics industrlals obviament volen r:n a1t rend.iment d.el
producte i per tant consid.eraran tots e1s factors que mod.ifiquin
}a posició d.'equilibri cap a La d.reta, També hauran d.e eonslderar
1a velocitat anb qué s'arriba a 1'equil.ibri.
llegei-x tot e1 que hl ha sobre e1s catalitzad.ors i els
sistemes en equilibrÍ, tot d.istingint cuidad.osament entre[ü
1'efecte sobre la posleló d.'equilibri i 1'efecte sobre Ia velocitat
amb qub s'arriba a lffier-te útir mira" :-ffi*-
?o"
inclouen el procés jle Haber, e1 procás de contacte 1 el proeés
de Bosch.' deIs quals s'en parla en el següent Exercici.
25

29. Ara hauries d.'ésser eapag d'aplicar junts tots els prineipis
que has estudiat fins ara. en aquesta Unitat i aplicar-Ios en alguns
proe essos ind.ustrials.
Exercíci 15 Considera e1s següents sistemes
processos ind ustrials.
(a) procés de Contacte:
esor(s) + or(s) = esor(s);
(b) procés d.e Haber:
nr(s) + 3t{r(s) = zl'ttta(s);
(c) procés d.e Bosch:
emprats en e1s
^ -'1
H" = -97 kJ mo1
Ho = -g2 kJ *ol-1
c(s) + Hr0(s) = c0(s) + ltr(s);Ho = *131 kJ *o1-1
A cad.a cas exposa 1'efecte d.el- catalj-tzad.or (si s'en fa servir)
sobre el sistema en equilibri i ]-es condi-cions de temperatura i pres
sió (alta o baíxa) q.ue donen 1'alt rendiment d,el producte(s) en la
-
mescla en equilibrÍ'
(Re=postes a la página 96 )
T'has d.onat compte que les condicions que d.oner:' un alt
rend.iment d.e prod.ucte en una mescla en equilibri no són
Sempre les que es fan servir en La práetica. Et deuanem que
expiiquis ai.xó en eI següent exercici. Utilitza e1s llibres
de text si et fan faIta.
(a) Els processos de l{aber i d-e contacte funcj-o
nen a temperatures moderadament altes, per
contra e} factor que d-óna nés productes en
1a mescla en equilibri és la temperatura baixa.
€,
Exercicl 16
Explica-ho.
(b) Per qué e1 procés d"e Contacte no funciona a pressió
alta? .
(c) per qué e1 procés d.e Bosch no funciona a ulla pressió
inferior a L'atmosfbrica?.
(Respostes a Ia Pági-na 96)
TLISTA D'OBJECTIUS DBt PRIMER NIVEIL
Has arribat aI final del primer Nivel1 d'aquesta unitat- A con-
tinuació ni ha u¿a llista d.e1s objecti-us d'e1 Primer Nivell' Lle
geix-Ios atentament i- comprova que tens els apunts correctes'
En aquest punt has d-'ésser capaq d.e:
¿o

30. (1) recon¿ixer que els canvis reversibles són una earacterística
essencial dels sisiemes en equilibri;
(2) citar exemples d.e difere,nts tipus de sistemes en eouilibri;
(3) utilitzar el terme fase per d.lstingÍr entre els sistemes homo-
genls dels heterogeñs;
(4) i (5) llistar i l.lustrar les quatre característiques de 1'estat
d.'equil-ibri;
(6) explicar el que significa eI terme poEició d'equilibri;
(7) al (L2) explicar el principi de le Chatelier i aplicar-1o en
1'efecte sobre un.slstema en equilibri- quan:
(a) canvia Ia concentració,
(b) canvi-a ]-a temperatura,
(c) canvia la pressió,
(d) es fan servir catalitzadors;
(13) discutir eIs factors que afecten a 1'equilibri en alguns pro-
eessos ind.ustrials.
EXA}IIEN }EI PRIMER NTVEII,
Per comprovar com has assimilat eI material del prlmer Nive11,
lntenta 1'examen que segueix. Llegelx J-es aclaracions de
sota abans d-e comensar:
1. Invertirbs aproximadament ¡.Lns 40 minuts en aquest examen.
2. Entrega les respostes al professor per puntuar-les.
I
,
27
I
I
t

31. EXAMEN DEI PRII{ER NIVETI
1. (a) Explica 1es quatre característiques d.e 1'estat d'equilibri
referint-ho aL si-stema en equilibri:
2.Considera e1 sistema:
Fe( s) * 4Hro(g) i Fe30+(
=)
* Hz(s)
;
,,o
l1+ 151 kJ mo1-1
ex!1ica 1'efecte
SbCl? r es prepara fent
amb ücio clorhídric 6l/t;
següent equilibri més des
+ 2HC1(aq)
M d e I{C1?
2Hr (s)
(b) Se sap euer
I^(s)'¿'
el vapor d e
* trr(s) + rr(s)
si s'afegeix iooe sóIro
l r /-\
\- L2\é)
iode també és rad.iactiu.
(4)
radlactiu al slstema:
Per qub ésaixí?. (2)
/ o\
o/
(3)
(4)
(4)
¿
Amb ref erb.ncia aI principi de tre Chatelier,
( amb més) en el rend iment d.'hidrogen:
(") augmentat la tenperatura,
( b) augu,entant Ia pre ssió. total,
(c) afegint més ferro,
(d) augmentant la pressió parcial d.e1 vapord.'aigua
Una solució de triclorur d'antimonl,
d,i ssoldre triclorur d. 'antimoni sbti_a
sota aquestes condicions es dóna el
plagat cap a 1'esquerraí
sbclr(ao) + irroir¡ + sbclo(s)
(a) Per qub s'utilitza la solució 6
(b) Qub s'observaria si
(i) La solució es d.iluís,
( ri ) s 'af egis hiorbxio d e sod.i sótia:
Quin efecte fan e1s catalitzaCors sobre els sistemes en equi
libri?
(total 25 punts)
A
't.
28
?p
ñal
r

32. SEGON NIVE}I
Fins aquí en aquesta Unitat has trobat exemples d.e diversos
sistenes en equili-bri i investigat 1'efecte quan canvien les con
, , - .-
dicions d.'equilibri-. Aquests efeetes es descriuen qualítativament
per eI principi de I,e Chatelier1' ara e1s considererem quantitati-
vament utilitzant la l1ei d.e 1'equj-l1bri.
tA LIEI DE I'EQUITIBRI
la l1ei de 1'equili-bri s'aplica a tots e1s sj-stemes en equili-
bri i 1a utilj-tzem con eina per fer prediccions i cálculs matemá-
tics preslsos. Ha estat proposad.a com a resultat d'un acurat tre-
ball experimental, peró té una sbtid.a base termodinámica teórica.
0bjectius. Quan acabis aquest capíto1 ha d.'ésser eapag de:
(14) exposar }a 1lei de 1'equillbri;
(1r) aplicar la I1ei a una reaccid reversible i escriure una expres
sió per 1a eonstant d.'equilibri, K".
Explora en e1 teu I1ibre de terb eI qu¿ posa sobre 1a
l1ei d.e 1'equili-bri. Mira 1'expressió matemáti.ca que rela
ciorra 1es eorreentracions d.e1s components en uB. sistesa en
equilibri.
T'ensenyem ara en un exemple resolt, com escriure 1'expressló
de 1a 1lei d.e I'equilibri per un sistema en equilibri. Il.lustrem
els convenis que es fan servir en escriure les expressi-ons d.e Ia
1-lei d.'equilibrl i t'ensenyem com expressar l.a unitat de K..
Exemple resolt (a) Eseriu una expressió de K per l-a reacció
c
lrroo(s) + eNor(s)
(b) En aquest cas, qulna és 1a unitat d.e K^?.
Record.a que Ia unítat de corrcentració 8= eI
mol d.m-3.
,,
50IUC l- O
(a) ?er convenl, la 1lei d.'equilibri s'escri-u a"mb els productes en
el nurnerad.or i els reacclonants en eI denominad.or; 1'índ.ex (ex
ponent) deI terme de 1a concentracló és el mateix que e1 coefi
cient estequi-onbtrie d.e 1'equació igualada:
()
üli
_ [*orr*l]
,"0
K =---e
Froot*l ".n
,o

33. En el futur, consid.erem o.ue 1es concentraclons utilitzad.es en
l-es expresslons d.e Ia ]lei d.'equilibri sén les mateixes que les
1ra
de 1'equilibri i omitirem eI subscrit 'teqr'. Així s'econornitza es-
pai i mil-lora }a distribució de ra página. per tant l'expressió
anterior es converteix:
f*0, {sll
2
¿¿-
AL
c
Froo{
sl]
considera que
i .[uroors)] =
. -,
ei d.-equi1ibri
(mo1 ar-3)2
(b) Per calcular Ia unitat,
r
'--'l
-
?
It¡o^(s) = x mol dm
r
L¿)
Per subsiitució a la 11
- -r.2
2
(x mo.l. dm -) x
f
a
)
y no1 d.n
J
la unih.t de K
Y mo] d'n-3
d.'aquesta reacció
_?
y mol d.m
J
d.óna:
Xl
mol- dm-J
v
és per tant mo1 d.m-3.
I
I
{
Ara intenta escriure algunes expresslons d.e Ia llei d.e 1'equi-
libri que es presente en el segtient exercici.
Exercicl 17 (a) Per cad.a una de 1es reaeclons segiients
escriu 1'expressió K". Calcula 1es uni
tats d.e K" i inclou-les a les respos-
tes, record.a que 1es concentracioas es
mesuren en mols d.m-3.
(i) 2HBr(s) * nr(s) + n{e)
(ii) esor(s) + or(s) +- eso.(s)
(j.ii) cu(Ñnr)02¿iril + co2+1rqi + +unr(ae)
(iv) 2No(s) + or(s) * zror(s)
(v) +rFr(s) + ro(s) + rorr(s)
(vi) 2No(s) + ttr(s) + 0r(e)
(vii) c2H5oH(1) + cH3c02H(1) + cH3c02c2H5G) + H20(1
(b) Mira els exemples er:' e1s quals
tenen totes aquestes reaceions
(Respostes a \a pbgina !6 )
K
etl
no té r¡nitat. Qub
comú?.
3o
I
I

34. Quan vulguis calcular els
punts importants.
1. Un valor concret d.e K es
d.e temperatura.
c
2. tra forma de 1'expressió d-e
d.el valor de K ) depbn de1
,, c'
c10.
has de record.ar dos
a L¡Jr valor concret
equilibri (i per tant
está escrita 1'equa-
valors d.e K .
c'
refereix només
1a Ilei d.e 1'
sentit en qub
Il.lustrem aquestes idees, €r1 els segiients exercicis.
Exercici 18Un mateix sistemá en equilibri por represen
tar-se mit jangant dues equacions d.iferents:
c0c12(s) + c0(s) + c1r(s)
co(s)+c$s) + c0c12(s)
(a) Escriu les expressions d.e les d.ues
libri K i K'.
c onstant s d" 'equi
(b) Quina és la re1ac1ó
(Bespostes a la pbgina
, .
--r^
matemal].ea enf re K l_ K 'l
cc
o'7 \
)t )
Exercici 19 l'equillbri entre el tetrabxid. d.e d.initrogen
i el dibxid de nitrogen igualment es pot es-
criure d.e dues maneres d.i-ferents:
t/?N
,o n(e)
¡ I'to, (e)
tiroO(s) + euor(s)
(a) Escriu Ies expressions de 1es constants d.'equili-
bri K i K'.
ec
(b) a 100 eC K; = 0.490 mot Am-3
a 2AO sC K; = 1816 mol an-3
quins són e1s valors d.e K" a aqLtestes temperatures?.
(Respostes a la página 97 )
CáIcu1 d.e1 va 1or d'vn-a const
d.e equllibri
Objectiu. Quan acabis aquesta secció has d'ésser capag
(16) cal-cular eI valor de La constant d.'equilibri per
d.irecta en 1a }lei d-e 1'equilibri dels valors d.e
31
ant
d.e:
substituci6
1es concen-
p
\\ g \
___t

35. tracions en 1'equilibri.
Il.lustrem eI mbtode de cálcul en L,exemple resolt.
Exemple resolt. El slstema que segueix ha assolit
;l
J_ equ].l_l-
bri a 3OB K
co(g) +err(s) * conrr(s)
les análisis de la mescla d.onen
de 1es concentracions:
CO(s) = 8.Zg x to-3 mo1 ¿r-3
rrr(s) = 4.9ó x 1o-3 mo1 am-3
coerr(S) = 3.40 x tO-3 mo1 ¿r-3
Calcula eI valor d.e la constant d.'equili-br1.
.a
D o ruc r_o
els següents valors
1ñ,-t
J- . .üSC rl-U l_
en funció
c0Br2 ( s)
c=
l
J.
Substitueix 1es concentracions de 1'equilibri:
K=
-1
_?
3.40 x 10 - mol d.m
r
T
expressió de 1a 1lei de 1'equilibri per aquesta reacció
d.e la concentraciíz
K
8.78 x 10-3 mol ¿m-3 x 4.go x 1o-3 mo1 ¿m-3
Fes e1s cá1culs aritnltlcs; simpliflca res ur-nitatsc orre sponent s .
?
-'r
79.0 dm- moI
*
Ara intenta
Exercici- 20
un problema similar.
+,
! eo ul_l_l_ Drt-
'n^r
*2u4 e 2No2
pot assolir-se en un dissolvent inert
les análisi d.e la mescla en equilibrl
centració de NrO, com 0.021 moI drn-3 i
d,e N0, com O.OIO-moI dm-3. Calcula eI
c-,
tant -d'equilibri a 298 K.
(Resposta a aa página 98 ).
a 298 K.
d.onen per 1a con
la concentraciE
valor de Ia cons
§1 necessies més práctica en aquest tipus de ch,leu1s i-ntenta aI-
güxs problemes de l'Apéndix 14 d.e }a página 77 .
?,
p
ña
M

36. En alguns problenes, abans d'aplicar Ia llei d.e
haurás d.e calcular 1es coneentracions a partir d.els
1um total-. fntenta-ho en e1 exercici següent.
1'equilibri,
mols i de1 vo
Exercici 2lS'escalfa una
a 250
oC
en un
l-ibri d.'acord
quantitat d.e pentaclorur d.e fbsfor
recipient tancat, assolit 1'equi--
-qr.t
amo l. equacl_o.
p
ña
rclr(s) + rcrr(s) +crr(s)
-

'l,es anárisis de la mostra mostren que er recipient con
té 0,A042 mols d.e pCIq, 0.040 mols d.e pCI-, i 0.040 *of=
d.e CLZ. El vol-um-totaf era 2.A dm3.
J
(a) calcula Ia concentració de cad,a component i arhora
d.ei;ermina La constant d'equilibri, Ke.
(b) El valor de La constant d.'equilibri K^ per aquest
sistema és mort més gran qLle la que hás carculat en
1'Exereicl 20. Qub pots d,ir respecte a 1es concen-
tracions relatives dels reaccionants i d.els produc-
tes quan
(r) K és més gra:rL,
c
(ii) K és més petita?
c
(Respostes a Ia página 98 )
Algunes vegad.es. pots simplificar e1 cálcuI omitint e1 volum en
1'expressió d.e La 1Iei- d.e 1'equilibri, eom veLlrem tot seguit.
aua
J_e
n
x
e1 volum pot
press16, d.e 1a
omitir-se d.e
11el d'e quilibrl
Objectiu. Quan acabis aqu.esta secció has d'ésser eapag de:
(17) reeonblxer aquells sistemes per e1s quals 1'expressió de 1a
1lei de 1'equilibri és lnd.epend.ent d.el volum.
En el següent exereici t'ensenyem que, per un sistema en equili
bri en el qual l-a consta¡rt d'equi-libri no té unitat, e1s mols poaeñ
untilitzar-se d.lreetament en 1'expressló de 1a 11ei d.'equilibri sen
se utilitzar eI vo}¡n total.
ExercicÍ 22"na taula d.e sota mostra la composició d.e d,ues
mescles en equilibri a 485 oC.
33

37. mols d.e mols de
Hr/ r.oi-fr/ r.o:-
1 0.02265 0. 02840 o .17L,
2 0.018gg o.o4o57 0.1779
(a) Escriu 1'equaci-ó per la formació de1 iod.ur d'hidro-
gen a partir d'hldrogen i de iode.
(b) Escri-u 1'expressió de La constant d'equilibrj-, K".
(c) calcula el valor de K- per a cad.a mescla, conside-
rant que er volum d.e ?u. *"sc1a en equilibri és 1.00
d.mr. fnclou les unitats en eI resultat.
(d) Per la mescia 1, calcula e1 valor d.e 1a constant
d'equilj-bri, consld.erant q.ue eI vol_um és 2.OO dm3.
(e) Per Ia mescla z, calcula e1 valor de 1a eonstant
d'equilibri, considerant que eI volum és V d.m3. 0b-
serva que el volum se sj-mplifica.
(Respostes a La página 98 )
L'Exercici 22 t'b.auría d.e eonvbncer qlle el. volu¡o d-e 1a mescla
11o influeix en el valor de la constant d'equilibri. pod.em generalit
z7T aixó per les reaccions gasoses i 1es reaccions en soluciót si
-l
.a,a
r equacl-o té igual nombre de mol-bcules a1s dos costats, llavors 1'ex
pressió de 1a llei de 1'equilibri és independent d.el vo1um" i K ,,o=
té unitats.
--c
En aquestes circumstánc1es, per caleular 1a constant d'equillbri
pots utilitzar e1s mols en equilibri millor que 1es concentracions;
o pots ineloure V com un valor desconegut el qual se si-nplifica com
en 1'exerclcl 22 (e).
mols d e
Hl/ r.ol-
En e1 següent experiment calcules una constant
servir concentracions calculad.es per valoraej-.ó. si
A de 1'experiment i ha¡: passat més de 48 hores d.es
rat 1es mescles, llegeix de nou la Finalitat i La
vors procedeix a La part B.
EXPER]}/IENI 2
Determinaci-ó d,'una constant d.'equilibri
Finalitat
EI propbsit d.'aquest experiment és
calcular Ia constant d.'equilibri per
la reacció:
1,
o. equr-Libri, fent
ja has fet 1a part
de que has prepa-
fntrod.ucció i lla-
7A

38. cH3c o
2c zH-r(t)
+ H2o( 1)
etanoat d.'etil
J:rt rod uc c i ó
aigua
+ c2H5oH(1) + cH3co2H(1)
eta¡rol ácid. etanoi-c
la reacció entre 1'etanoat d.'etil i 1'aigua és molt 1enta. Inclús,
utiliizan:" un catalitzad.or, 1'ácid clorhídric d.í1uit , L' equilibri pot
assolir-se aproximadament a 1es quaranta vuj-t hores.
A la part A de 1'experiment preparer eB recipients tancats, nes-
cles q.ue contenen d.iferents proporcions d.els d.os reaccionants. Per a
cada mesela afegelxes u"na quantitat fixa d'ácid clorhíd.ric diluit com
a catal-1t zad.ot.
A 1a part B, després que les mescles han assolit I'equilibri a
temperatura ambj-ent, les analitzes valora::t-1es amb hidróxid. d,e so
d.i. Part de 1'hídróxid. d.e sodi- afegit reacciona amb el catalitzad"6ri
La resta ind.ica e1s mols d.'ácid etanoic presents en l-a mesela en equi
libri. \
Finalment, a partir d,els mols del pri-ncipi i dels mols d'ácid.
produits, calcules 1es coneentracions dels quatre components i els
fas servir per a d,eterminar la constant d'equilibri.
Material Part - A
Ulleres de seguretat
5 tubs amb taps ben ajustats
etiquetes per a1s tubs i taps
r
pipeta d.e 5 cmj, 1 amb camegad.or d.e
ácid. clorhíd.ric d.iluit, HC1 2 M
2 provetes de 10
"r3
(,rna ha d.'estar
0.01 g o nás)
seguretat
seca)
etanoat d.'eti1 CHtC02C2
aigua d.estil.lada-
Proced.lment - Part A
H-
) M
1. Etiqueta cinc tubs amb e1 teu nom i J-a data. Nu.Bera'J. 1ArlBr2r3
i 4. Nunera també els taps, per ta1 de no canvlar-los d.e Lloc.
2. Pesa ead.a tub arob eIs seus taps i apunta les masses en una cbpia
de 1a Taula d.e Resultats 2.
3. Emprant una pipeta amb carregad.or de seguretat, afegeix amb cura
5rO cmJ d.'heiü clorhíd.ric 2 NI a cada tub, col.locant els taps al
seu lloc. EI volum d'b.cid h.a d.e ser exactament eI mateix per a
eada tub; nesura'I amb cura. Si creus que t'has confós, renta el
tub, asseca'1 i conenga d-e nou.
+. Pesa cada tub tapat un d.arrera 1'altre i apunta 1es masses.
5. Escul.J. u¡.na proveta seea, i fes-Ia servir per af egi-r als tubs
2, 3 i 4 e1s volums (aproximats) d.'etanoat d'etj-I ind.icats en
1a faula d.e Resultats 2, d.e nou col.loca e1-s.taps al seu ll-oc.
35

39. 6.
[.
8.
o
Pesa els tubs tapats 2, 3 i 4. Apunta les masses.
Amb. una segona proveta, afegelx a1s tubs I i 4 e1s volums apro_
ximats d'aigua d.estil.1ada indicats a La f aula d.e Resultats z,
d.e nou posa els taps al seu lloc.
Pesa els tubs tapats 3 i 4. Apturta 1es masses.
Mou suaument e1s tubs i deixa'ls apart durant 48 hores com a mí
nim. Durant aquest i;emps convina't-ho per remenar el-s tubs d.e
tan en ian.
Taula d.e Resultats 2
Tub número 1A 1B 2 3
A
+
Massa
Yo1um
l\{assa
Volum
Massa
Volum
Massa
.ulaD Dd,
lliassa
Massa
d-el tub btt:-t/ g
d'HCI(aq) afeglt/cm3
d.e1 tub d.esprés d.'afegir/g
d.'etanoat d'eti1 afegít/cm3
d.e1 tub d.esprés d.'af egir/g
d'aigua afegit '/"*3
del tub d.esprés d,'af egLr/g
i'ii*l,illil"'"r'i,;!
5.0 5.O 5.0
5.o
5.O
4.0
1.0
tr^
L.V
3.0
Després d-'af egi.r-ho tot,
clorhídric, i tres tubs que
d'eti1 i aigua (e1 tub 2 té
cJ.es assoleixin 1'equilibri,
"periment.
tens dos tubs que només egntenen ácid
contenen dlferents quantitats d,'etanoat
1'á1gua d.e 1'ácid ) . Quan aquestes mes-
pots analitzar-les en la part B d.e l'ex
Abans d-e comengar 1a part E, repasa Ies tlni-ques d.e valo
ració (unitat s 1, Experiment 3). Pots trobar una juda'd-onañt
wra altra mirad a aL vid eo IIPAC ',Fent una valoració" .
Material Part B
ulleres d.e seguretat
?
5 erlenmeiers d.e 250 cm'
u.
f lasc ó rentador amb aigua d e st j-1.lada
fenolftaleina com indicad,or
bureta, amb suport i rajola blanca
embut petit
solució d.'hidrbxid. d.e sod-i, NaOH 1 M (patró) ------
Proced-i-ment - Part B
1. Esbaldeix i omple la bureta amb 1a solució patró d.'hidrbxid d.e
r=l
lÍ,: I
l*-l
36

40. sod.i.
2. Arob molta cura traspassa e} contingut del tub A a L'erlenmeier.
Esbal-deix eI tub tres vegades amb aigua destil.lada i- recullo a
I'erlenmeier .
.
3. Afegeix dues o tres gotes de solució índicadora de fenolftaleina
i valora 1'ácid, amb solució d"'hid.rbxid. d.e sod.1. Apunta 1es tectu
res d"e la bureta en una ebpia de Ia Taula d.e Resul-tats 3.
4. Repeteix el passos 2 i 3 per a cadascun dels altres tubs. Reeor
d.a que e1 tub 1B hauri-a d.e gastar eI mateix volum d.'áIca1i qu;
el tub 1A, perb e1s altres en necessitaran una mica més, Comple
ta Ia Taula 3,
faula d.e Resultats 3
Cá1cu1s
Els cálculs semblen complexes, peró es fan per passos molt sen-
+f
zilIs. L'esqLlema que seguei-x resumeix el procediment; consulta'1 tarr
per treballár com per yeure e1 propbsit de cada pas.
Volum d-e
HCl(nonés)
massa d.e
HCl ( aq)
HC].( aq)
1 nols d.e massa
cone errtrac:.ír.tsnü-
*
HC1
massa d.e
mssa de HrO
en HC1(aqI
massa otal mols d.'H^0 mols d'H^O
H.,o iniliaT*-
¿ T en r'equÍiibri
¿

Ll3'Lc 1al-S
I
mols tota].s- x mols d'etenoic
d'ácid. en eil------n equi.li-bri
massa d.'H^O
¿
al egl_da
Valoració
(mesela en equilibri)
massa
-a
ct etl_l-
d.'etanoat
/-\
mols inicials {
nols d.
:i-"?i
d.'etanoat d.'etil1
'en equl-J-l-Drr-
nold d.'etanoat d.'etiL
en 1'equilibri
37
-.a--,
solució oe l'erlenmeiermesela en equil.ibri
^.,solució de Ia bureta hidrbxid. d.e sod.imol dn-3
Indlcad or fenolftaleina
Tub numerat 1A 1B 2;
3 4
lectura final de bureta
lectura inicial de bureta
Yaloraci6 /cn3
afegid a

41. A partir de1 pronig de l-a valoraei-ó d.e1s tubs 1A i 1B(o l-a mi-
11or valoracj-ó si pellses que alguna ás incorrecta) calcula els
t r ,\
mols d'ácid. clorhíd.ric que com a catalttzad.or has afegit a1s cinc
tubs- Record'a que 1'ácid clorhíd.ric i 1'hid.róxid d.e sod.i reaccio-
nen equimoleculament i que
mols = concentració x volum
Apunta aquesta quantitat a cad.a columna d'una cópÍa d.e 1a Taula
d.e Resultats 4.
A partlr d.e les valoracions dels tubs zr 3 i 4, calcu1a i apunta
e1s mols totals d'ácid (clorhídric i etanoic)de cada mescla.
calcular re stant, e1s mors d.'ácid. etanoic d.e cad.a mescla en equi
libri. Aquesta és la primera de 1es quatre quantitats que o"c"=l'
sj-tes per substituir en r'expressió d"e ra llei d'equiribri. com-
pleta la tercera fila de 1a Taula d.e Resultats 4.
+r.,
I equació per e1 sistema en equilibri mostra que eI nombre de
mols d.'etanol produiis és igual aI nombre d"e mols d'ácid etanoic
produits. Ara ja tens la segona d.e 1es quatre quaniltats que neces
sites. Completa la quarta fila d.e la Taula.
Amb les dades de la Taula de Resultats Z, calcula e1s mols d'eta
noat d'eti1 a cada tub.
mols d'etanoat massa
4gq]l::qs d.e r'addició - massa abans d'add..
-.=
d. etl_I massa molar
Completa Ia cinquena fila de la taula.
calcula i anunta els mors d.'etanoat d'etil en 1'equili_bri per a
eada tub emprant 1a igualtat
mols en I'equilibri d.e mols inicials de mols d.e
cIi3c oZr
r*5
=
cl3co.c
2115
-
cH3c02H
Pots comprovar en 1'equació qulmica que e1s mols d.'etanoat d.'eti1
qlle reaccionen és igual als mols d,'ácíd. etanoic prod.uits,
Ara tens la tercera d.e 1es quatre quantitats que necessites.
o
8.
7.Calcula i apunta la massa
1.
2.
3.
4.
q
6.
massa=molsxmassa
IfCl pur en cad.a mescla
molar
Calcu]-a i
cad.a tub
Calcu1a i apunta
c1a.
mols inicials
d.'H^o
=
¿
massa d.'i{20 en
1'HCI( aq)
- + Bassa d.'H20 af egid.a
apunta Ia massa d.'ai-gua d.e 1'I{Cl(aq) aquós afegit a
(necessites recbmer a La Taula d.e Resultats 2)
Eassa d.'aigua = fll&sso d.'HCI aquós - massa d.'HCl
els mols total-s d.'aigua inicials en cada mes-
üassa molar
3B

42. 10, caleula i apunta els mols d.'ai-gua en I'equilibri per a cada
me scla.
mols d.'l{^0 en
I'equili6ri
11. Escrj-u per 1a
Ia tres valors
= mols inlcials d.'HZO - moIst.d,e CHrCOrH en €e.
reacció 1'expressió de la Ilei d.'equilibri i calcu
d.e La constant K^,
Taula de Resultats 4
(Una sbrie d.e resultats es troben a la página 99
Discuteix e1s resultats d.'aquest experiuent amb altres
companrys d.e 1a teva classe i amb e} teu professor.
ó
1
10
at
a.;
rJ -L 1l.l
IE
ord
ulac
tano
inad"
a
cl3e I
-a
o ef r_
quillbri d.e
mitjangant
or
El Schools Council "Computers in the Curriculum Projeet"
ha produit uns programes d.'ord.inad.or anomenats "Equilibri
homogenis", part dels quals simulen un experiment semblant
al q.ue acabes de fer. Pregunta a1 professor si está d.isponi-ble. No
tens necessitat de conbnixer res de programacLí, perb no has fet
cbrrer maj- cap programa, necessitarás ur.s cinc minuts d.'instruccions
per posar-1o en marxa utilitzant el teclat.
Investlgació 1 comprBn uns 20-30 minuts. En aquest, partelxes d.e
l-es concentracions iniclals d"e }a reaceió entre 1'ácid. etanoic i
l'etanol i segueix 1a marxa d.e J-a reaciió fins a 1'equilibri. Pregrrn
ta aI professor per e1s fu1ls d.els all&rnes B i C
39
Número del Tub 2 3 4
I I. htors d'IJCL/rl.o:-.
I
i z. MoIs totals d.'ácid- a 1'eq ./mol
I
3. Mols d'ácid. eta^::oic a 1'eq../moJ_
4. L{ols d'etanol a L' equilibr:-/moi-
5. L{ol-s inicials d 'etanoat d,'eti1/rno}
6. iliols o'etanoat d'etil a 1'eq./mol-
7. Massa d'HCl púT/g
B . Massa d" 'aigua en el i{C l(aq) / S
9. Mols ini-c iaI d.'atgua/mol
I0. Mols d'algua a L'eq./mot
11. Constant d.'equilibri, K"
I

43. Investigaaió 2 comprln uns 30 minuts aproximadament i és un exer_
cici quantitatiu en el qual averigues si 1es dades de 1'experi-ment
anterior s'aiusten amb Ia lIei d.'equi-1ibri. pregunta al ¡rofessor
pels fulls dels alumnes D i E.
Has fets cáIcu1s di-rectes d.iversos d.e les constants
utilitza¡tt Ia Ilel d'equilibri. En 1a següent seccló t'
fer servÍr l-a llei d.'equiribri per altres cárculs.
a,
o equl-J-l_ br1
ensenyem com
P r o b 1 e n e s n u m b r.i c s
inclouen corlstants
¡
Ll-
d
iYersos
,,'equl-1ib
que
ri
temperatura cont6
Describim diferents tipus d.e problemes per med.i d.'objectius i
els il.lustrem amb exemples resolts i exerci-cis.
0bjectiu. Quan acabis aquesta secci.ó has d.'ásser capaq de:
(tB) calcular Ies concentraclons d.'equilj-bri d'u¡.a substlncla en
una mescla d,onant les colr.centracions d'equilibri de totes les
al-tres substáncies, 1'equació igualada 1 el valor de la cons-
tant d.'eouilibri, K" .
Exemple Reso1t Per 1'equilibri:
rcl, (s) + rcla(s) + cLr(s)
K" = 0.19 mol dm-3 a 250
oC
Una mescla en equilibri a aquesta
una conQentració ae O.zO nol dm-3 d.e ?c1_ i O.OI0
moI d.n-3 d.e pcl--.
---5
Calcula Ia coneántració de CLZ en aquesta mescla.
Solueid
1. Comenga per escriure 1'equació (incIús si es dóna en la qüesti6).
Deixa espai per taI que puguin tabu'l ar-se a sota d.e 1a fbrmula,
les corlcentracions dels compostos en equilibri.
C onc entració
-, . I
o' equl-l-l-bTL/
mol d.m-3
rclr(s) d rclr(s) +clr(s)
2. Indica a sota cle 1'equacid 1es concentracions d.e 1'equilibri.
rndica Ia coneentració de clor,
farr(u)] , per x ¡aor arn-3
concentract 6, rc1. ( s) + rc1r( s) + ct, (s)
d.'eouilibrí/
)
mor
"ai-3 ' o.2o o. o1o x
40
!

44. 3. Excriu 1'expressió de Ia 11ei
c entració
f-o.,, -
(
a, L*-'3(s)J lcrr(siJ
d.'equilibrien funció de 1a cotr-
[r.,-,
trv¿
L---5
Substitueix to
1es uni-tats).
0.19 nol dm
4.
( *r]
ts e1s
H.eso1 1'equacid de x
0.19 x 0.2O
0. 010
-10.20 mol- dm
J
iO
J.u
valors en 1'
-30.010 mol A*-3
expressió (recorda
-1
xXmoldmJ
d.'incloure
.., [crrfsi
^
-?
3.8 moI d.m
J
Ara fes els exercici_s 23 i 24.
ExercicÍ 23 Una petita quanti-tat d.e N^0. es dissott en
formo i es dej-xa fins a.á=8fi" l,equilibri
u::a temperatura corregud.¿!
N^0. + 2N0^'¿+
2
A aquest punt Ia eoncentració d.e N0,, era 1.85 x tO-3
mol dn-3. Quina era Ia cori.cenirac Lózd,e N204?.
K" = 1.06 x 10-5 mol dn-3 a aqu.esta temperatura.
(Resposta a la página 100
)
/)
Exercici 24 A l-400 K, Kc = Z.Z5 x tO-4 ¡ro1 dm-3 per l,equi
ú]lbri:
2rrrs(g) P znr(il +sr(s)
cloro /)
,q,d
ñlr
En una rnesela e¿_ equilibri,
[¡frS(S)]
mol am-3 t
Fr(s)] = 2.33 * ío':3-*Ií
Ca1eula 1a eoncentració d.'equi-1ibri
(Besposta a La. página 1O0 )
= 4.84 x 1o-3
dm-3
de HZ
Hi ha alguns exerelcls més d.,aquest
tra o per repassar, en l'apénd.ix 18 d.e
El següent exercicj_ és
principi; p. €. cal_cular Ies
volum tota].
tipusr p€r fer práctica ex-
Ia página 78.
slmilar perb requereix u]:. pas erbra a1
eoneentracions a partir deJ.s mols i eI
4L
I
I
I

45. Exercici 25 Una altra mescla en equilibri d.e Ia reaccló
rclr(s) d lcrr(s) +clr(s)
a 25O oC en un recipi_ent d.e 2.0 dm3, conté
0.15 mols d.e pC11 i 0.090 mols d.e ClZ.
J-e
K" = Q.19 mol dm ' a 25O
og
(a) calcula els mols d-e pc15 presents en 1'equilibri.
(b) calcula la massa d.e pc15 present en 1'equilibri.
(nespostes a La página 101 )
No oblidis que si eI nombre total de molBcul-es rlo
d.ura una reacció homogénia, el volum no prod.ueix cap
a-
cáJ.cu1 i no necessi-tes lncloure'1 (vegeu página 33).
canvi-a mentres
variacÍó en eI
Ara t'ensenyem a aplicar Ia }r-ei de'equilibri a un tipus d.e pro
blema lleugerament d.iferent.
obiectiu. Quan acabis aquesta secció has d'ésser capag o-e:
(19) ealcular la constant d.'equilibri, Kn, donant l'equació igua
lad.a, les concentracions inicials (b e1s nols) i la concenl
tracld (o eIs mols) en 1'equilibri a1 menys d.'una subst}.::cia.
Exemple BesoLt. 6.75 g de SO,CID estan tancats en un
recipient d-e-2.b0 d.mJ, e1 reeipieat
está tapat i assoleix una temperatu-
ra d.e 375 oC. Hl }'equilibri, eI re-
cipieat contd 0.0345 mols d.e CI^.
Cal-cula 1a constant d.'equil.ibri¿per Ia
sorclr(s) + sor(s) +clr(s)
Solució
1. Primer, fixa't que el nombre d.e molBcules ha variatr p€r tant
haurás d.e calcular les concentracions a partir dels mo1s.
2. Escriu l'equació igualad.a, d.eixant espai a sobre per les concen
tracions inicials i a sota per 1es eoncentracions en equilibril
Concentració
::n:-.c:.:aJ./mo1 d.m-3
C oneentracid
-a
d equl-l_l- brl_
mo1 dm-3
sorc1, ( s)+ sor(e) + cIr(e)
3. Cal-cula les concentracions inicials i posa el.s valors a sobre
d.e Ia fbrmula corresponent en 1'equació.
reaceió:
42
c
ú

46. E1s mol.s or de S02c]2
=
*
=
6.'15 g
, = 0.0500 m
n M 135 g mo1-I
= o'o5oo mol
^-
V
.'.
[sorcr{
=
ffi
= o. o25o mo1 ¿n-3
les concentracions inicials d-e sOz i ctz són zero. Eseriu segui-
dpment l-es concentracions i_nicial_É.
C onc entraci-ó
i:n1.ciaL/mo1. dm-3
o
'025
sorclr(s) e sor(s) +
0 0
cr, ( s)
4.
C onc entració
:t
o equLt-l- br1
1
mol- d.m-J
Ara resol l-es eoncentracions de 1'equilibri a partir
d.es d.e 1'equació igualad.a:
(a)Hi ha 0.0345 mols d,e CL, presents en l,equillbrl,
que també hi ha O.0345'mo1s d.e S0^ presents. les
eions són:
¿
[arrr*l = -0'0345--mol- - 0.0173 mo]- am-3
L
z'"' I
z.oo ar3
fsor{ell
=
ffi#t
= o.orr3 mo1 d.m-3
(b) E1s ¡oo1s d.e§02C12 restents = mols inicials - mols reaccj-onats
= (o.05oo - 0.0345) mo1 - 0.0155 m
.'.
[sorcrrfs)]
=
ffi$
= o.oo775 nol ilm-3
-?2.00 d.m -
Escriu aquestes coaeentraclons d.'equi1.j-bri a sota l,equaeió
Concentració
írr:'ciat-/*oi ¿r-3
o'o25 o o
ració
sorc1.(s) + sor(s) + clr(s)
d.'equilibri A.OO775 O,O1?3 0.0173
mol d,m-r
5. A partir d.'aquí proced.eix com eI primer Exemple Resolt. Escriu
1'expressió d.e la Ilei d.'equilj-bri i substitue j.x les corrcentra-
eioas d.'equi11bri.
K" - [so,
r s)] [cr,
r si]
[so.c r^ ( sil
t.-¿-1
_ 0.0173 nol dm-3 x o.0l-73 mo1 ¿r-3
O.OO775 noI d.m-J
de les da-
ai-xb vol d.ir
concentra-
0.0386 mo1 d.m-3
Ara intenta e1s tres exercicis següents, d.os dels quals són qües
tions del nivelI A
43

47. - ,\
l'ác1d etarloic, CH3CO2H, i e'l pentb, trnr,,
reaccionen per a produir etanoat de pentil
en un d.j-ssol¡¡ent inert. S'ha preparat una
solució que conté 0,020 mo3-s de penté i O.OIO moJ-s
d'b.cid etanoic en 600
"*3
d.e solució. En 1'equill-
bri hi ha 9.0 x 10-3 mols d'etarroat d.e pentil. Ca1
cula el valor d.e K" a partir d.'aquestes dades.
cH3c02H + r5rtO e
cH3c02c5Htr
(Resposta a la página 101 )
Exercici 2? üna mescla de lriO mols d.'hidrogen i 1190 mols
d.e iod.e es deixen assolir 1'equilibri a 710 K.
En la mescla en equi-1ibri s'ha trobat 3.00 mols
d.e iod.ur d'hidrogen. Ca1cula 1a constant d'equi
libri a 710 K per la reacció
ttr(s) + rr(s) +
Exercici 26
Exereici- 28
(Resposta a La página
,il(*)
102 )
§Luna mescla d.e 6"0 g d.'beid.
d.'etanol es d.eixa assolir 1'
men ?r0 g d.'etanoat d'etil.
cH3c02H + ctH5oE +
(Resposta a \a página
etgnoic i 6.9 I
equilibri, es for
Calcula K .
c
passarr eB l'Apéndix lC d.e }a página 78.
E1 tipus d.e problema que presentem en la seceió següent reque-
reix sovint 1a resolucié d.'una equació de segors. grau. Si- bé no seg
pre ás possible distingi-r-ho només llegint el problema. El qufmlc
generalment estb. ben preparat, peró si et trobes en dificultats mB
tenáti-ques, record-a que en un. expmerr assegu.raves una bona propor-
ció de prrnts simplement aplicant la fórmula eomectament; npmés
que actualment resols 1'equació en 1'últim pas. En alguas casos, +
gun.s tribr¡nals examinad.ors rarament posen problemes que requereixen
}a resolució d'equacions d.e segon grau.
Prob1.emes que incJ.ouelr
d.e segon grau
equaciorls
La fb:mula general d'u.na equació d.e segon grau és
^*2
+ bx * c = o
a on a, b i c són const¡nts. La solucj.ó d'aquesta equació es d.óna
per J-a fó:mula
cH3c 0
Zc ZH5
+ rI20
102 )
Hi ha més exercicis d.'aquesta me a, per fer m6s práctica o re-
44

48. ----.
¿
-b
q.ue es resol fácilnent emprant cal-culadora o taula de logaritmes.
Objectiu.-_ Quan aeabis aquesta seccid has d'6sser capag d,e:
(20) calcular les concentracions d'equilibri (o mols) de substá:rcia
d.onant les concentracions inicials i eI valor de la constant
d'equilibri.
/)^
Lé.
Exemple Resolt EI monbxid de carboni i eI elor reaccionen
per a formar fosgb, COC1r. S'h.a preparar
u¡.a mescla que conté O.2A mols de C0 i 0.10
mols de C1^ en un recipient d.e 3.0 d.m3. A
Ia t"*pu"u.Íora de 1'experiment K^ = 0.410
) : 'r 9¡
¿m3 mot-I. Calcula l-a concentracYó d.e c0c12 en
Iibri.
.a
sollrcr-o
1. Cog.en quasi tots
esíaiasobreia
-h-bri
"
.
mols inicraLs/
mol
, .-.. . ,
moJ-s o equr-rr-orr-/
mo1
2. En aquest cas és convenient preparar primer e1s mols dels termes
lniclals i d'equilibri, i llavors e1s divid.eixes pe1 volum subs-
tituint més tard- les concentracions en la 1Iei d,'equilibri. Ind.i
ca els mols inicials:
mols inici-a:-s/
moI o.Za 0.10
c0(s) + c1r(s)É coclr(s)
, .-.. . ,
moJ-s 0. equr-Ir-Drr-/
mo1
3. Calcula eIs mols d.e1s termes en equilibri mitjangant uaa Íncbg-
aita.
(") Deixa com a quantitat d.e mols formats de C0C12 x mols.
(b) L'equació igualad.a ens d.iu que en I'equilibri
mols de C0 = naols inicials - mols-reaceionats
=
(0120 - x) mo1.
(c) Per un raonament sinilarr €B I'equilibri
mols de cl, = (0.10 - x) mo1
Posa aquestes quantitats en 1'espai ad.equat a sota de 1'equació:
-t
r- equr_
aquests cálcul.s, escriu 1'equació, deixant
sota per 1es condicions inicials i 1es d.'equi
co(s) + clr(e)+ ccc1, ( s)
4.
45

49. Nlo1s ini_c :ats/
mol o.2o 0.10
co(s) + crr(s)
=
mols d'equi'l ibri/
mo1 (0.20_x) (0.1o_x)
Escriu 1a 11ei d"'equilibri- en funció de
[cocr,
( s)]
K=__"c
W
Posa e1s mors d'equillbri en funció d.e 1es concentraclons d.ivi_
ut:* pet volum; substituint aquests valors en Ia l1ei d,,equilibri.
fcocrr(s! =
]ft-
mor an-3
por*!
= mol am-3
0
cocl, ( s)
x
les concentracions:
6
6.
0.20 - x
3.0
7.
[crr(s)] = ffi-J
,or am-3
lr
-??_.:-mol.c[mJ
O lln Á-J
-^r-I
0.20-x _ 3 O.1O:
3.-ó--
nol dn-r
ff
mol- d.m-J
Resul-ta l-'equació:
x
0.410
=
3.0
o.2o-xE
3'o
A
3rc--
Simplificant aquesta equació:
o,4l-o = , 3*
3xv'r-v
(0.20-i@=ffi
o bé O.ooB2 - 0.123x * O.4LoxZ = 3x
Posant 1'equació de segon grau de forma ordenaca resulta:
)
0.410x- 3,12jx | 0.0082 = e
B.esol aquesta equació de segon grau. res solueions d,aquesta
equació són:
. +tlT
*
----:!
-Y b -4ac
Za
B.
en Ia qual a b-3.123rs=o.oo82
x0.410x0. O0B2
3.123
0.820
.'.X=7.6oX=Z.4xl6-3
la solució d.'uná equació de segon grau té dos resultats. perqué
3.t4
:-\6:7É _ 3.Ie3 !
3.12:.
0.820
: --0.Bñ-
= 0.410,
'3.l.232
2x0.410
J.
:fr,753l- - o. 01
I
l.
3.123:
JL=-

50. el sistema d.ongui aüb O.2O mols de C0 i 0.10
d.e C0C1^, é= impossible. Per tant 1a solució
X = 2.4ty 10-3.
9. Els mols d.e COCLZ en 1'equilibri són 2.4
mols u: a, 7,6 mots
correcta es:
x 1O-3 mo1
B.o x 1O-4 mo1 dm-
requereixen
Yapor
amb
Ara intenta fer els exercicls següents, alguns d.'e11s
la resolució d'una equació de segon grau.
Exercici 2e
il"l;il"lioux"lil::H="ñ::;::Í;3 ;T:":1.
La següent reacció reversible:
co(g) + Hro(g) + cor(s) + irr(s);
a-l
H-= -40 kJ mol
Calcula el nombre d,e mols d.'hidrogen en 1a mescla en
equilibri quan tres mols de monóx1d. de carboni i tres
mols d.e vapor d-'aig:ua es col,loquen per reaccionar en
LLn recipient d.e voli¡n constant i mantenint-lo a una tem
peratura a la qual la constant d'equilibri té un valor
numlri-c d.e 4.00.
(Resposta a 1a página 103
)
Exercici 30 En 1'equilibri:
lclr(e) + rclr(s)+c1r(s)
K^ = 0.1g mo1 dm-3 a 250
oC.
2.085 g de pC15
s'escalfen fins a 25O oC en un recipient táeat de 500
c*3 d" capacitat i mantenj-nt-lo a aquesta temperatura
fins assollr-se 1'equi-Iibrl. Calcula les concentracions
de PC15, K13 í CLZ a l'equilibri.
(nesposta a la página 103)
Exercici 31 Per la reacció:
H.,+r., +
zli-r-
¿¿
la constant d.'equilibri = 4g.O a 444
oC.
Si 2.OO mols
d'hidrogen i 2.00 mols de iod.e s'escalfeu- en un recl-
pient tancat fi-ns assolir-se 1'equilíbri, calcula la
conrposi-ció en mols de la mescla en equi-1ibri.
(Respostes a Ia página 104
)
Exercicl 32 Per 1a reacció:
c2H5oE(I) + c2fr.5co2H(1) + c2lr5c0
2c2H5(L)
+ If20(1)
ácid propanoic
+7
propanoat d.'etil

51. K^ = 7.5 a 50
oC.
Si 50.0 g de C^H-oH es mesclen amb
5b.o g de C2HtrCOrH, quina massa áe)pronanoat d'etil
es formará En'l-'Equilibri? .
(R.esposta a 1a página 104 )
Per fer pi'áctica extra, o per repassar, hi ha alguns exercici-s
nés d'aquest tipus a I'Apbndix lD de La página 79 .
En tota aquesta Unitat, hem expressat 1a l1ei d e 1'equilibri-
només en funció d.e les concentracÍons d.'equilibri dels reaccionants
i d-e1s prod.uctes. En els sistemes gasosos, sovint és convenient fer
servir les pressions parcials enlloc d.e les concentraclons. S'ap1i-ca
com Ia 1lei d'equilibri vista, perb té una constant diferent, Kp, la
qual considererem tot seguit.
IA CONSTANT D,EQUIIIBRI, KP
Coneixes des d.e 1a Unitat PI (tr'Estat Gasós) r eu€ 1a pressió
parcial d.'un gas és proporeional a 1lur concentracld. Ta¡-matelx,
la l-Iei d.'equilibri pot expressar-se en fr.¡¡oci6 ae 1es pressions
parcials; llavors la consta¡rt d.'equilibri té e1 sÍnbol, K .,p
0bjectius. Quan aeabis aquesta.secció has d-'ésser capag cLe:
(21) eseriure una expressió per 1a eonstant d.'equi1.ibri, Kp, per
un sistema gasds;
(22) calcular el valor d.e K- d.'una reacció d.onant
p
(a) les pressions pargials en 1'equilibri,
(b) e1s mols en l'equi1.lbri i 1a pressió tota1.
llegeix e1 capítol d.e1 teu Il1bre d.e terb que ensenya
com escriure la l1ei d'equi-1ibri en funció de Ies pressions
parci-aIs. Si és necessari, repassa tú, mateix Ia relacid que
hi ha entre 1a pressió parcial i Ia fracció molar.
Exercici 33 Escriu una expressió d.e K_ per cadascun d.e1s
següents sist.r.". Consid.B"á qo" totes Ies
pressions esta.:r mesurad.es en atmosferes (atn)t
i inclou les unitats d.e Krr
(a) zt.tHr(s) é ttr(s) + 3ltr(s)
(b) esor(s) + or(s) + esor(s)
(c) c(s) +cor(s)' É zca(e)
(d) cacor(s) + cao(s) + cor(s)
U
r:D
h
//
,Y'
ña
(e) NI{Ons(s) + nrir(e) + Hrs(g)
(Respostes a 1a página 105 )
48

52. Per caleular K*, simplement substituim les pressions parcials
-, -
t P ,, . 1, . ¿
d'equilibri en 1'etpressió d.e La llei d.'equilibri. Es exactameni
igual q.ue substj-tuir les concentracions d.'equilibri per calcular
K,. Per veure si has entbs aixó, intenta 1'exercici següent.
c
Exercici 34 Erl eI sistema en equilibri
2sor(s)+or(s) + 2so3(s)
a 700 K, les pressions parcials
mescla en equilibri sólr:
p.,^ = 0.090 atmr' po^ = 4.5 atm
§U2 or3
Calcula K Ber aquest sisteltra.
ú
(Resposta'a la página 105 )
E1s següents
Exercici 36
dels gasos en 1a
i p^ = o.o83 atm-
u2
lli ha alguns exerci-cis similarsr per fer més práctica o repas
sar, en l'Apbndix 1E de la página 80.
En el següent exercici has d.e calcular 1es pressions parcials
abans d.e substituir en 1'expressió d.e Ia llei d.'equilibri. Recor-
d.a que
lressió pareialfracció molar x pressj-ó total
2¡
Iracef-o moLar
mols d.'un component
Exercici 35 Les análisis deI,-- sistema en equilibri
Nr(s) + 3rr(s) + zNttr(s)
doaaren 25.L g de NH3r 7-2.8 g de H, i 59.6 § cte Nr.
(a) CalcuLa Ia fraeció molar ci.e ead.a gas.
(b) la pressió total d.el sistema és d.e 10.0 atú. Cal-
eula Ia pressi-d parcial d.e cad-a gas.
(c) Catcula K- per aquest sistema.
(Respost" * rP, ná*r-r" 105)
exercicis són s1mi]-ars.
Quan s'escalfa pentaelorur de flsfor es d.issocia
d.'acord. a¡nb I'equació:
rclr(s) +rclr(e) +crr(s)
A u:ra pressió d.e I0.O atm i a urla temperatura cle
25O
oC
els mols de cada gas presents en l'equili
bri són: 0.33 mols d.e PC15,r 0.67 mols d.e PC1- i
A.67 mols d.e Cil2t Calcula'e} valor de K-.
J
p
(Resposta a, La página 106)
49
ü
-7-
\ír
A
///
----/7_
'Ni-----r
h
,{/
Nr-\

53. Exercici 3T l'aminoetanoat d.,amonl NH,C02Nil
posa d.'acord. amb 1'equaci6:
Si has tingut d'ifÍcultats a.mb els exercicls preced.ents o estás
repassant eI tema, intenta'n fer alguns més d.e 1,Apénd.ix lF d.e la
paglna
Bo.
K i K generalment tenen valors i unitats cLiferents (mira, perDC
exempLe, els Exercicis 23- i 36), perb les dues quantltats estan re-
laciona,des pergué 1a pressió parci-aI és proporeional a La eoncentra
'
t
^1
--^E^ -
-cr'o' Pregunta a1 professor si per el teu progr,_rna aece'ssltes saber
aquesta relaciói si és així, tor:ra a l'epbndix 2 de ra págin"-
l:.
Ara que saps escriure una expressió per K_, t,enseyarem co6 uti_
litzat'la per considerar 1'efecte sobre un siBiema a1 varlar 1a pres
sió total.
NH2Co2NHU(s) = emr(s) +
En un sistema particul-ar a Zg3
COZ i O.l4Z mols de NH, i una
atñ.
5
Calcula K_ per aquest sistema.
p
(Resposta a. La página 105)
co, ( s)
K, hi ha 0.224 mols de
pressió total d.e 1.83
d.'un ca¡rvi d.e
pressió neces
propore ions
Ef ecte sobre
a 1 varl ar 1a
un sistena
pressi6
enequilibr
En el Prlmer Nivell aplieaves el principi d.e I,e Chatelier per a
cietermlnar 1a d.ireeció d'¡:n canvi en 1a posició d.'equilibri p=áaoit
per Ia variaciB-áffi-pressió tota1. ¿".'-pot=-"pii"á" r* 11ei d.,equ!
libri per conblxer com funclona e1 prineipi de tre Chatelier respecte
als canvis d-e pressló. També pots calcular e1 car¡vi d.e pressió i.""*u
sari per mod.ificar les cot:'centraciors d.e ]-,equilibri p"" t*l d,ofe_=
ri-r-ne l'extensió a -
objectius. Qua¡r acabls aquest tema has d.'ésser eapag d.e¡
(23) conbixer eom Ia rlei d.'equilibri resol 1'efecte
la pressió total sobre un sistema en equilibri;
(24) ca]-cular per un, sistena particular 1a variació d.e
saria per mod-ificar, per una erüensi-ó d.onad.a, les
d.els reaeciona¡rts i d.eJ.s prod.uetes.
-
f 'en§enyem a assoLir aquests objectius mit jangant rrn Exercici
d'ar.jboavaluaeió, seguit d.'un Exemple Resolt, e1s d.os corresponen.i;
als slstema en equilibri
,o ¡

54. esor(s) +or(s) Ézsor(s)
Q, 1. Escrlu 1'expressió d.e 1a 1IeÍ
eI sistema anterior.
1,
o equl_rl- Drl- per
t
I
I
I
t-
R. 1.
p
Q.2. Escri-u
funció
/-l
a
Pso^ x Poz
¿
urla expressió
d.e Ia fracció
per 1a pressió parci-a1
molar X i d.e 1a pressió
d.e cad-a gas en
total P..
L
2
nto,
K
j'2'
Pso- = xso-Pt
J
--3
Q.3. Substitueix les
llei d.'equilibri
no, = *0, P*
respostes d.e la e.2 en 1'expressió d.e la
p
i simplifica 1'equaeió.
,ro,
teves
per K
B'3.
p
Q.4. Si 1a pressió dels sistema es
qui-nes fraccions molars han d'
nuir? (¡ts nous valors han d.e
d. 'abarr-s
) .
o2
1
oto,
D
]f
't
*to, x
"0,
d.uplica (a temperatura
augmentar i quines han
d.onar eI mateix valor
)
(x
D
so.'t
/
_1
.L
(rrorrr)t x (*orn*)
constant ) ,
d.e d.ismi-
üeK
p
R.4. tra fraccló molar de S0, ha d.'augmentsr i les fraecions molars
de SOe i OZ han de d.isdinuir.
Q.5. En quina direceió té que variar Ia posició d.'equilibri per ta1
d.e ca¡:viar les fraccions morars?. Aixb está d'aeord. amb er prig
cipi d.e tre Chatelier?.
R'5 .equilibri es d.esplaga a }a dreta tal com preveia e1 principi
le Chatelier.
El mateix mltode pots aplicar a altres sistemes gasosos en equi--
1ibri. Ara, amb un Exemple Resolt, t'ensenyem a utilitzar l'expressió
treta en la R.3 d.e tr'Exercici d.,Autoavaluació.
Exemple Resolt. A 1100 K, *n = 0.13 atm-I per aI sistema
zsor(s) +or(s) izsor(s)
Si 2.00 mols de SO^ i 2.OO mols d_e 0^ estan
barrejats i es deilen reaccionar, qulna hau
5L
lt'
d.e

55. Solució
rla d'e ser 1a pressió total per d,onar un rendlment
de tO3 del- gO
/,.
sota per posar
1. Escriu I'equació igualad.a, deixa espai a sobre i a
els mols iniciar-s i els mols en 1'equllibri_.
Mols inicLals/
D
1a
mol
eso, ( s)
Mols en 1'equilibri/
mo]-s
Posa e1s mo].s inicials: .
Mols inic:-al-s/
mol-
'/
2
'oo
eso, ( s)
Mols en equilibri/
mo1
moJ.s ini.cials/
mo1 2.00
esor(s)
mols en equil!brL/
mo1 0.20
Escriu r.ma expressid per la
Mols totals de gas presents
= 3.10 mols
+ or(s)J esor(s)
2.oo
+ or(s)
^
V
+ 2S0^ (e)
3 -'
3. CalcuJ-a els mols en equllibri:
(a) Mols d-e to3 produits
= 2.00 mo1
" ffi
i 1.Bo mol
(¡) Mols d_e SO, restants en l,equilibri
= mols iñicials - mols reaccionats
= (2.00 - 1.BO) mo1 = 0.20 moI
(c) Mors d'oxigen que han reaccionat = * * mols de soz reaccj-onats
I
= ;
* 1.80 mol = 0.900 mo1
mols d'oxigen remanents en 1,equi1i_bri
= mols inicials
- mols que han reaccionat
= (2.00 - o.goo)mol = 1.10 mo1
4. Tabula aquesta informació d.e
5.
qC
r equ]-¿].brL
2.OA 0
+ oz * esor(e)
1.10 1.80
pressió parcial d.e cada
en I'equilibri = (0.20 +
gas-
1.10 + 1.Bo):
,ro,
d.'una
,ro,
o3
manera
o.20
=-
3.10
1. 80
v-
^t -
3.10
simi-Iar es
xP.
t
xP.
t
troben Ies
,u, =
altres
1.10
x_
D
d.ues
Pt
52
,.1o*
pressions parclals

56. 2
"0,
no,
6.Escriu una
a
aa
R eso]
p
0.
0.13 atm-1
-
0.337
0.00416 x 0.355 Pt
0.337
expressÍó ner K- i substitueix 1es pressions parclals:
_¿-p
Pso
-
J
-1
J-J atm
=
,1.80.2
,
-l

3.10/
r*#r'4*ffir'*
aquesta equació per ?,
)
p-
7.
a
aa
D
L.
t¡
0.13 atm-1 x 0.00416 x 0.355
La pressió caleulada en 1'Exempler¡Resolt és massa alta per una
prod-ucció econümica. En el següent exercici- calcules la prelsió ne
cessaria per un rend.iment més mod_est. -
Exereici
-?B Per al sistema descrit en 1'Exemple Resolt,
calcula 1a pressi_ó necessaria per un rendi--
ment en S0., d.el 20 /".
¿
(Resposta a la plgina 106)
Ara intenta fer d.os exereicis semblants.
Exereici 39 Dióxid. d.e sofre i oxigen en 1a proporció d.e
2 mols ¡ I mo1 estan barrejats a una tempe-
ratura cle 1110 K i a una pressió constant
A
/t'
1//
---1L--
)( ._l
.,
l- eo ur_
, .1
en xr10
esor(s) +or(s)+zsor(s)
calcula 1a constant d.'equilibri (Kr) per aquesta reaecid
sota aquestes coad.iclons.
l,
(Respost a a la página 107)
:
En e1 següent exercici utilitzes una r¡nitat de pressió d.iferent,
Ia qual vares veure per primera vegad.a en Ia u¿itat p1.
d.e 9 atmosferes en preslneia d_'un catalítzad.or. Eb
librir un terg d.e} dibxid d.e sofre s'ha convertit
xid. d.e sofre:
Exereici 40 Una mostra d.e tetrabxid. d.e d.initrogea está
d.issociat un 66 /" a 1a pressió d_e 98.3 Kpa
(7+O nmtts) i a una temperatura d.e 60
og
(1a pressió nornal = 101 Kpa (76O mmHg) . )
Calcula eI valor ile K. per l,equilibri a 5O éCr
lant Ies r¡nitats,
Y
(Respostes a Ia página 107)
formu-
L.76 x t03 atm

57. Has vist com el rend.iment de so, en I'equilibri varla amb La
temperatura, amb la pressió i amb ld proporció d,e so^ i 0^ er1 la
mescla 1nicia1. En 1a fabricació industrial de I'áciá sulfúric a
partir d.el S0., per eI procás de Cdntacte és i-mportant no solament
assolir un boñ rendlment en 1'equilibri sino també ma¡tenir ¿na
al.ta proporció d.e prod.ucció a un cost raonable.les cond.icions que
s escollelxen per assolir un balang entre aquest requisits antagb
nics pots veure-Ies en u.na simulació d.' ord.inad.or.
Simulació
fabricaci
ord.inad.or de Ia
l.'á e i d s u 1 f ú r i c
per
o d.e
EI Schools Counci-1 rtComputers
in the Curriculum Pro jecte,t ha pro-
duit ulL programa anomenat'rla fabricació de 1'ácid. sulfúríc", e1
qual investlga cond.icions antagbniques per un bptim rendi
ment en 1'equilibri, alta producció diária 1 alts benefiEis.
Pregur:.ta aL professor si és possible veu.re'1.
No és necessari que coneixj-s res d'ordinadors, perb si no has
utilitzat cap programa, necessitarás ci-nc minuts d.'instruecions
per posar-lo en marxa i utilitzar-lo. Necessitarás la gui-a d-e 1'alum
l1e q.ue acompanya el programa, i invertirás unes d.ues hores en pas
sar-lo. -
Quan consid.eren mescles d-e gasos, ttla
massa molar mit jasarr és
ul1 concepte útir. Tractem alxb a La secció següent.
Ma ssa molar mit jar-a
gasosa
d'una mesela
Se't poü = preguntar eom caleular I.a massa molar nitja¡a d'una
mescla d.e gasos a partir d.els mols presents o, alterr:ativament, eom
cal-cular els mols relatius presents a partir d.e 1a massa molar mit-
jana de 1a mescla.
Objectiu. Qua¡e acabj.s aquesta secció has d.'ésser capag d.e:
(25) earcular 1a maFsa molar mitiana d.'una mescla gasosa.
T'ensenyem a fer aquest cálcu1 amb u¡r Exemple Resolt. Pots pro-
var d.e resold.re el problena tú so1 abans de mirar la solució.
Exemple Resolt., calcu].a 1a massa molar nitjana d.'una mescla
que conté O.2O mols de s02r 1.10 mols de AZ
i 1.80 mol.s iie UO3.
i--
5+

58. M = xsor*to, * *or*0, + xsorMso,
0.20
3.10
(4.t
Exercici 42 0.20 mols o.e aibxi¿ d,e carboni s'escalfaren amb
un excés d.e carbó en un recipient tancat fins
-a
que assolí el següent equiJ.ibri:
cor(s) +c(s) + 2co(s)
Si hom sabia que la massa molar mltiana de 1a mescla
gasosa en equilibri era 36 g mol-I.
(a) Calcula Ia fraccló nolar d-eI monóxid d.e carboni en
Ia mescla gasosa en equilibri.
(b) la pressió d.e1 recipient en equilibri era d.e LZ a!
mosferes. Calcul-a K- per 1'equillbri a \a tempera-
tura d.e i 'experimenf ,
(c) Calcula l-a fracció molar del monbxid de carboni que
estaria present en la mescla en equilibri si 1a pres
sió es red.uís a 2 atmosferes a 1a mateixa temperatu-
Ldt
(Respostes a \a página 108 )
Hi ha alguns exercicj-s més d.e Ia massa molar mitiarLa a 1'Apéndi-x
IH d.e Ia página 82.
'Ara considererem de nou 1'efecte sobre r¡n sistema en equilibri
d-e 1a variaci.ó d.e 1a temperatura, aquesta vegad.a en fr:neió d.e 1a
, .2
lJ-ei d.'equillbri.
Solució
Cad.a component
M, en proporció a
de 1a mescla contribueix a la
Ia seva fracció molar, X.
massa molar nit jana
-1x64.lgmo}-+
+ 11 .+ + 46.5) s
exerciels següents
1. Bo
J--y
'
3.10
_'l
3¿.0 g moJ. 80.1 g mo1
1.10
rñ*
--1
mOl-
*
=¿.u q mor
Ara fes els
Exercici 41zuo, (s) + 2No (s) + o, ( s)
,0
Per aquesi sistema Lrr.a mescla concreta té una ,*+
composició d.e O.96 mols ae NO,(S) r 0.040 mols
\'--'
'
de N0(g) , 0.020 mols d.e Or(S)-a 700 K i 0.2O
atm.
(a) Calcula 1a constant d'equilibri K- per aquest siste
ma sota 1es cond.icions esmentadesf
(b) Calcula la massa molar mitjana de Ia mescla sota les
c ond.iclons donades .
(Eespostes a 1a pág1na 108)
55

59. vAErACró t¡ tA coNStANt D'EQUrtrBRr AI,IB trA TB,{pERAtunA
Ja conbixes des d"e1 Primer Nivellr eue la direcció d.'una varia-
ció en t'equiJ-ibri- originat per urr canvi d.e temperatura es determi-
rra per e1 signe d.e la varlació d.'entalpia estánd-ard., ¿ i{e. No hauria
de sorprend.re't aI d.escobrir que 1'extensió de 1a variació ¿epén¿
d.el valor d.e [Ee.
0bjectiu. Quan acabís aquesta secció hauries d.'ésser capag d.e:
(26) d.escriure com 1es constants d'equj-1ibri varien amb la tempera-
tura.
Ja que un canvi de temperátura no d.óna, F€r e11 matej-x, eanvi
d.e concentració d.'una substáncia, resulta que trna vari-ació d.e la
posició d.'ecluilibri d.'ésser degud"a a un canvi d,e }a constant d.'equi
libri. Investiga aquesta idea en 1'exercici següent.
(a) Escri-u les expressi-ons d.e K_ per als següents
sistemes en equilibri:
P
Exercici 43
*,
JJ eI eef e
tant d.iferent
Recorda que:
/i H 1o) J-\-, --2.o, . tr(d i zur(g); lle= -g.6 kJ nol-l
(ii) ur(e) + or(s) + 2NO(s); He= *t8O kJ mol-l
(iii¡ r'rr(s) + 3lir(s) * 2NH3(s) ; Hs= -92 kJ mol-1
(b) D'acord amb eI principi de Le Chateli-er, quin sen-
tit tind.ria la variació d.e
-l
'equllibrl, en cada cas,
amb un augmeni d.e temperatura.
(c) Quina constant d,'equilibri et fa pensar que hauria
de canviar més donat un canvi de temperatura?.
(Respostes a 1a página
109 )
d'un canvi d.e temperatura sobre 1'equi-1ibri és per
dels efectes d,els canvis d.e c6rcentracló i de pressió.
les constants d.'equilibri varien amb Ia temperatura; elJ.es n
varien a¡rb 1a pressió o les concentraciois.s;
si Ho
si He
nant s.
és positiva,
és negatlva,
K
K
augmenta a.¡nb la temperatura (més prod.uctes);
d.isminueix a.ub la temperatura (més reacclo-
També conéj-xes, .des de la Unrtat 53 (nnetsbtica química) r eue
1'extensió que qualsevol reaec:-6 dórla d.epén d.eI valor de 1a vari,a-
ció d.e 1'energi-a 11i-ure está.::d.ard, ¿tGe. Per tam.t pots suposar que
^Ge
i K poden relacionar-se. Pregrrnta aJ- professor sj- e} tell progra
ma t'exigeix conbixer la relaeió matemática entre I Ge i K; si t'és-
necessari, hauries d.e treballar 1'Apénd.ix 2 de Ia página 85
56

60. L'Apbnd.ix 2 també t'ensenya com calcurar a partir d.e aHe, La varía-
ció de Ia constant d.'equilibri donat un canvi de temperatura.
Ilavent considerat alguns sistenes homogenis en equilibri, ara
aplicarem 1a l1ei d.'equilibri a un grup important d.e sisteges he-
terogenis - sals molt poe solubles en contacte amb llurs solucions
saturades.
Producte d.e solubilit at
poc solubles
persals
Els equilibris q.ue inclouen sals molt poc solubles mereixen
una atenció especial per Ia seva importáncia en les análisis quím.i
qu.es. Una simple aplicació d.e 1a II.ei d'equilibri ajud,a a entendrE
eom pot eontrolar-se Ia precipitació.
0bjeetius. Quan acabis aquesta secció has d'ésser capag de:
(27) escriure 1'expressió d.el prod.ucte d.e solubj-l-1tat per u¡1a sal
nolt poc soluble;
cal-cular e1 producte d.e solubi-lltat
bi-1itat;
a partir de dades de solu-
calcular 1a solubilitat a partir deI prod.ucte d-e solubilitat.
(28)
(2e)
^ ,,
Informa't en e1 teu l.Iibre d.e text com aplicar la l1ei
d.'equillbri per ta1 d.'escriure u.na expressió per a1 prod.uc
te d.e solubil-1tat, K^, d.'una sal. nolt poc soluble. T'ense-
nyem com fer e1s cbl8u1s d.esprés de1 segiient exercici.
Exercici 44 Eseriu les expressions d.e1 prod.ucte d.e solubi-
litat, Ko, per a1s següents sisteues; record.a
que Ies Eoncentraelons s'expressen en mol an-3
i inclou 1a unitat de K
/)
,/ //
,y
\,' \
-l
l
l
i
(a) nas0O( s)
(b) caFr(s) +
(ci; lsrPoo( s)
(Respostes a Ia págj¡ra 109
^t
+ Ba'=(aq) +
)L
Ca-' ( aq) +
l.
P 3As'(aq)
s0; ( aq)
.t
2F-( aq)
1-
+ P0; (aq,)
+
)
En 1'experiment 3, página 59, determines e1 prod.ucte d.e solu'
bilitat de 1'hid.rbxid. d.e calci per valoració. Necessites ap;e
ximadament 10-1, minuts per preparar 1es solucions (procedi-
ment pasos I i 2) ja, o com a míni-m 24 h.ores abans de fer la
valoració. la seccló següent t'ajud.ará a fer el cálcuI de1 final d.e
1'experiment.
57
Ir?
\-i
-/,
I

61. Lrl- del producte de sol
rtir de Ia solubilitat
D
aIc
yo.
ubilitat
a fer aquests tipus de cáleurs mitjangant un Exemple
T'ensenyem
B.eso1t.
Exemple Re sol-t .
.,
50lucl-ó
1. Escriu 1'equació q.ue
""n""senta
Ia
ta, d.eixa::t espai a sobre i a sota
tracions iniclal_s i d.'equilibri:
Coneent5ació inic:.aJ-/
moI dm
J
C onc entració d.'equil-i_bri/
moJ- dm
J
AgrS( s)
La solubil-itat de1 sulfur d.e pIata, Ag,.,S,
és 2.+B x t0-15 mol on-3. Catcula et ;6"
prod.ucte d e solubilitat.
2.Calcula les concentracions de l'ió suifur i
La solubilitat indica e1s mols de sulfur de
ció saiurada. L' equació igualada mostra^que
¿gzS que es oissol produeix r_¡n mol d.e S¿- i
ta^::t, a aquesta temperatura, en una solucid
[t'-r"ql = 2.48 x ro-15 mol dr-3
r-l--
L¿s=("q)] = 2 x 2.48 x 1O-15 mol dn-3
=
Posa aquests valors a sota d.e 1'equació
C onc entrac ió. .i.nic ial/
mo1 dm-3
d.issolució deI sulfur d.e p1a
d.e 1'equaci-ó per 1e=
"orr""rl]
00
¿2_
i 2Ag'(aq) + s--(aq)
de 1'1ó plata.
plata en una solu-
per cad.a mol d.g
d.os mols d.e Ag-. per
saturada d.e Ag2S,
4.96 x to-15 mo] ¿n-3
Concent5ació d'equilibrt/
mol d.m '
licnri rr
!pv! r4
libri i
K=
S
-3)'(2.48 x to-15 mot am-3)
.10 x 10-44 *oi3 am-9
En aquests tipus d.e cál.culs a1g:;as alumnes es pregr:nten perqué
urr terme de eoncentració es d.upliea i s'eleva al quad.rat. L'expri-
.rr-
cació és Ia següent: en prlmer 1loc 1'estequiometria ens d.iu que
Io**(aq)]
ás d.ues vegad.es más soluble; segon, 1a forma de Ia IIei
d.'equilibri ens i[1u que ]a concentració d.e :,'i6 plata está al q.ua
d.rat. -
0¿
2Ag' ( aq) +
4.96 x 1o-15
0^
s- (tq)
.lr-
2.48 x 1O-'2
it
ic
.bst
mer
srl
rit:
d.m-'
,
ar
I
d
1
J' 1'expressió ¿e K
fes e1s cálculs!
lo**("q)l'[r'-("n
-th(4.96 x 1O -'' mol
uei
e
x les cotLcentracions d.'equi
5B
Agrs(s) +

62. Ara intenta
t-
fer 1'exercici següent.
Exercici 45Calcula e1s productes
següents substáncies
bilitats.
Subst):rcia
de solubilitat de 1es
a partir de llurs solu
Solubilitai oI dm-3
( a) cd.c03
(b) caE,
,(c) cr(oti),
(Respostes a 1a
1.58 x 1O-7
2.L5 x IO-4
1.r9 x IO-E
página 110 )
Ara pots completar 1'experiment 3, preveient que han
passa,r 24 hores des d.e que has preparat 1es solucions.
EXPERIMENT 3
Determinació d.'un producte d.e solubilitat
Finalitat
E1 propbsit d 'aquest experirnent és d-eter
minar 1a solubilitat i el prod,ucte de solubi
-
,. . I . r
Irta-E de J_ nr_oroxr_ü oe caJ_cL.
1.4
Int ro ouc c l-o
- ,- . - . -
1-hid.róxid. de calei i
solució aquosa és:
9L
+ ca-'(aq) + zow (aq)
de
-2tr'equilibri entre
elÉ; seus i-ons en Lrna
ca(oI{)r(s)
La cou.centració d els
amb ác:-d" clorhídric;
a partir del resultat
I/lat eria].
\.!
ions hid-rbxid. pot determinar-se
Ia concentraeií d.eIs ions calci
de la valoraeió.
per valoració
pot calcular-se
ulleres de seguretat
4 ampo].].es tapad.es d.e 25O
"r3
etiquetes per les botelJ-es
e spátu1a
hidrbxid d.e calci^sót:.d, Ca(o¡t)Z
proveta d.e 100 cm3
algua d.estil.1ad.a
4 embuts sgr
amb papel de
4 erlenmeiers d.e 25O
"r3.
termómetre de 0-100
og (i f
filtre
oc)
59
I
!

63. Pi-peta d.e 25
"*3
amb camegador de seguretat
bureta amb suport i rajola blanca
embut petit
solució d'ácid clorhldric-patró
solució indicad.ora d,e fenolftaleina.
Proc ediment
1' Dins d'e cadascuna d-e les quatre ampolles posa-hi aproximadament
2 g d.'hid.rbxid. de calci pulveritzat í aproxi-ma¿arei.t iñ-;;j-
d.'aigua destil.Iad,a. Tapa-les fort.
2' Xarbota-les bé aproximaaament d.urant un minut. Etiqueta cad"a
ampolla amb el teu nom, experiment i data, i po"u.-ho d.apart
u¡ d.ia o més.
3' Esbandeix i ompla 1a bureta amb solució patró d'ácid. clorhídric.
4' tr'iltra e1 eontingut de eada.ampolla deixant ebrrer per desperd.i
ciar-los e1s cinc primer.cmj, recollint la resta en ur1 a"t"rrro*f"=
sec. (rrs primer cinc cm3 es d.esprecien perqué
"ór,
*"rry=-;;;;;rr-
trats en solut que Ia resta. El paper d.e filtre absorbeix solut
fíns que s'assolieix 1'equillbri amb la solució. un altre equi-
libri! ).
5. Esba.::deix 1a plpeta amb
1
¿> cmJ a un erlenmeier
La solueió d'hid.rbxid. de ealci i posa,n
(aquest no ca1 que slgui sec).
1'erlenmeier i valora la
rosa. Copia les lectures
d.e Resulf,¿trs 5.
6. Afegeix dues gotes d.e fenolftaleina a
solució fins que desaparelxi el color
d.e }a bureta en una cbpia de la Taula
7. Repeteix e1s passos 4, 5 i 6 per 1es altres tres solucions.
8. Anota la temperatura.
Taula de B.esultats 5
Solució erleameie
-1moJ. 0.m J
em
Solució bureta
noL d.m-3
Ind.i-cad-or
lectures bureta
Volum gastat/
"*3
Valoració promig/
c13
60
?
l
:
l
I
I
I
§
i
I
I
f
!
I
É
s
r
I
I
T
i
§
t
ü
t
f
E
r
t
I
]
I
T

64. Cá1culs
1' carcula 1a concentració de L'íó hi-drbxid. en una solució satura-
da d'hidrbxid d.e calci.
2' A partir d,e 1a concentració d'equllibri de r,íó
la la concentraeió d.'equilibri ¿" f ió catci.
3. calcula La solubilitat de 1'hid,róxid de calci a
d'e 1'experlmenil compara aquest resultat amb e1
rta en áL l]ibre de dades.
4. calcula e1 prod-ucte de solubilitat a partir:
(a) de1 teu resultat,
(b) de La solubilitat de I,trid.rbxid decalc1 que es d.óna en el
llibre de dades.
(¡ti ha una slrie de resultats
Ara que conbixes com cal.cular
tir d.e Ia solubilitat, i,ensenyem
M
- _É,
dm
So1ució
1- Escri-u 1'equació de la dissoluej-ó de la saI, deixant espal a so
bre i a sota per les concentracions. rniej-alment ,o iri-i"-r"rli"ql
nl sof-{aq).
A partir de 1'egyació iguarad.a sabem que enol,equillbri la con
;.1:i;Ír1"
ca'?(aq) és igual que r-a de s0;:(ilt:-il;";;;-"o*
Concn inicial/
nol d.m-3
CaSO. I s)
Concn d'equ11ibrí/ 4'
mol. dm
J
Exemple Resolt. Calcula la solubilitat, en mol
sulfat d.e ca1c1.
K" per aI sulfatd.e calcj- - 8r 64 x 10-B mo12
00
cason(s) i cu2*(aq) +sof-(ao)
i cálculs a La página 110 )
e1 prod.ucte de solubilitat
a fer e1 procés contrari.
a par
+^-r
v é. l¡r
-?
dm -,
de1
hidrbxid calcu-
l-a temperatura
valor que es dó
a par
ubilitat
solubili
Cá1cu1
de1 pr
d.e 1a
odu.ete
so1
de
til:
Concn ínj-cia:-/
mol dm-3
0oncn d.'equi-libri/
nol d.m-3
2.
o
)L
i ca-'(aq)
0
)-
+ to; (rq)
x
61

65. Escriu 1'
K
)
J¡
4.
expressió d.e K"
ca2+1aq¡ sof-(ao)
substitueix K" i 1es concentracions d'equiribri
8.64 x to-B mo12 ¿m-6 -(x mol d.m-3)x(x mo1 dm-3¡
2a
x =órb4 x10-"
x = 2,g4 x 1O-4
solubilitat
=2.94 x 1o-4 mol dm-
rntenta 1'exercj-ci següent, fent servj-r un mbtode similar.
Exercici 46CalcuJ-a Ia solubilltat d.e les següents substán
cies poc solubles a partir dels seus prod.uctef
d e solub1Iitat.
§ubstbncia
(a) cus 6.3 x to-36 mo12 dm-6
(b) re ( OH), 6.0 x l-0-15 mo13 dn-9
(c) ASTPOO a.25 x tO-20 mo14 d,m-12
(Respostes a Ia página 111
)
/t
-*L-
\i__-_r I
l
Producte de solubilitat
teoria
1i t at
Iimitaci
producte
de1
Alguns lli-bres d.e dades no d.onen el valor d.e1 producte de solu-
bilitat de l'hidróxid. de calei, i no d.onen e1s valors de les sal_s
2-
mes solubl-es com el clorur d.e soilti La id.ea d.e producte d.e solubili-
tat s'aplica estrictament només per eleetrolits molt poc so1ub1es,
{er
exemp}e, soluclons en 1es quals 1es concentracions d.e}s seus ions
és molt baixa. Generalment per aquella concentració d.'ions total no
nés gran d.e 0.0] mol- d.m-3.
A concentracions més altes, e1s ions interaccionen entre sí de
ta1 manera que Ia seva coneentració efectiva difereix de ]es co]tcerr
tracions actuals. Amb aquest aspecte solucions molt d.iluid.es pod.en-
consid.erar-se com a tfsolucions
1d.eals'r les quals obeieixen a lleis sen
zilles, cout eIs gasos que a baixa pressló cumpleixen 1a l1ei d.e1s gZ-
sos id_eaIs.
? ,r .
- a
r¡'hidrÓxid. de calci 6s un cas 1ímiü; estric¡ament, és massa solu
ble perqué 1es seves solucions puguin consid.erar-se com id.eals, p;;5
1'emor és suficientment petit que ens permet fer servi-r f '¡.:-arbxi¿
d'e calci collt tn exemple per un experiment, Obviament, una val-oraci$
no hauria d.'ésser r¡n bon nltod.e per a üetermi.nar productes de solu-
ons
de
de 1a
solubi
62

66. bilitat per a
la Unitat p6
sals menys solubles;
(Reacci-ons Redox) .
estudlarás un altre métode ell
Flns aquír eo aquesta Unitat hem
res. Seguid.ament tractem mescles de
eonsiderat només
solucions amb un
sol-uclons pu-
ió comú.
E f e c t e d 'arL i éo c o m ú
0bjectius. Quan acabis aquesttema has d.'ésser capag de:
(:O¡ Fer cáIculs que incloguin
te d.'un ió comú;
eI producte de soluEilitats i 1,efee_
(:r¡ Donat et producie de solubilitat i les concentracions d,e 1es
substáncies que es barregen, preveure si hi haurá o"""ir:-t"_
ció.
tr'efecte de L'íó cornú f il.lustrem amb un petj_t experlment que
inclou una sa1 mitjanament solubre. Llavors per fer e1s cálcu1s re-
tornem a les sals poc solubles, E1 següent exercici és una introd.uc. a ,. .<
cÍó útj-l per 1'experiment.
Exercici 4T Es o.óna una solució saturad.a
NaCl(s) É tla+(aq) +
D'acord amb e1 principj- de le
que passará quan:
de clorur d.e sod.1.
C1-( aq
)
Chateller que esperes
(") la concentració de f ió sod.j- augmenta
(b) l-a concentració de L'íó sod"i decreix
(Respostes a 1a página LL2)
Ara provem les teves prediccions fent 1'Experiment 4.
No hi estarás més d.e d.eu minuts.
EXPER]MENT 4
Il..lustració de 1'efecte d.e L,i6 comú
Finalitat
E1 propósit d'aquest
mostrar amb un exemple d'
cipi d.e Ie Chatelier.
experiment és d.e
aplieació de1 piirt
63
I i-tl
tJi \

67. Introducció
SÍ bé el clorur d,e sod-i és bastant
per a d.emostrar 1'efecte d.'r.l.n ió comú.
fet algu:res predicci-ons basad.es en el
ho demostrarás.
Mat erial
ulleres d.e seguretat
2 tubs d.'assaigs tapats, en una grad,eta
solució saturada d,e clorur d,e sodi, NaCT
sol-ució concentrad.a d.'ácid clorhídrii, HCl-
c omptagot e s
hidróxid d.e sodir eñ escames, NaOH
espátula o pinces
Proc ediment
solub1e, pod.em utilit zar-Lo
En 1'exerclci anterior, has
principi de le Chatelieri ara
E
1.
2.
2
4.
Posa amb compte 1O
"r3
d.e solució saturad.a de clorur de sod.i a
cad.ascun dels dos tubs d.'assaig. No hi posis sblid.
A1 primer tub d.'assaig afegeix-hi- amb compte quatre o einc gotes
d.'ácÍd clorhíd.rlc concentrat. Tapa eI tub, ag:-i,a'l suaument i
d.eixa'1 reposar.
A1 segon tub
d.e sodi. PER
Tapa e1 tub,
d-'assaig afegeix-hi rna escama d.'hidróxid.
MAI{IPUIAR-IO UTIIITZA PINCES O ESP¡.TUtrA.
agita'L suaument i d.eixa'1 reposar.
4 . Tra conc entració
ment 12 roo]. ¿n-3
lueió qltan s'ha
l'experluent { mostra que quan augmenta Ia concentració
dels ions en una solució saturad.a es red.ueix la concentracií
l'al-tre ió per causa de 1a precipitació. Aixó es coneix com
1r. a 2
--d.'ió comú; llegeix el que hi ha de nou en eI teu Il.ibre
de text. Mlra e1s exemples de cá}culs e1s quals t'ajuda
cun
d.e
efecte
o
[f
[=r
tril
Apunta les observacions.
Qüestions
1. qué ha passat a cad.a tub d'assalg?.
2. Aixb eonfirma les pred.iecions de 1'Exercici 47?.
3. En }a solucid saturad.a de clorur d.e sod.i quina és }a concentra-
ct6 d.e cad.a ió?(Utilitza e1 teu }libre de d.ades).
d.e 1'ácid. clorhíd.ric eoncentrat és aproximad.a-
. Explica qu.e ha passat aub els ions sod.i en so
afegit ácid clorhld.ric.
5. Explica que ha passat amb els ions cl-orur en solució qua¡ s'ha
afegit 1'escama d.'hid.rbxid de sodi.
6. Per qub no es d.óna e1 valor d.el prod.ucte d.e solubilitat en eI
11ibre d.e d.ades?.
(Respostes a la página LLZ)
64

68. ran a compenclre
Exemnle Resolt.
1'Exerople Reso1t j- els
Calcula la solubiliiat
AgClr eñ
(a) aÍgua pura,
(b) NaCl 0.10 M
Ks(AgCl) = 2.o x to-10
exercicis que segueixen.
d.el elorur de plata;
_2_-6
mo-l- d.m
Solubilitat del AgCl -'13^ =
u
(b) 1. Escriu 1'equació i ind-ica 1es
d 'equilibri
'
Concn ii!ic :-,al-s/
mo} dm-J
Ae§l( s)
Concn d.lequilibrt/
mol dm-J
Solució
(a) Aquest apartat no és otr rloo tipus de cálcu1 perb necessites
eI resultat per coaparar. Si és necessarj- torna a 1'últim Exem
p1e Resolt
_(-
L.4 x 10 ' mo1 d.m-
concentracions inicials i-
00
+ ¿s+ ( rq.) + c1-( aq)
x (i l o.1o)
Si x mol am-3 d.e AgCI es dissolen, Ilavors es prod'uei-xen
-?x mol d.m J cre lg*(aq.) i x mol d"m-J d.e C1-(aq.). la eoncentra
ció total d'ions clorur és igual que qls prod-uits per 1a d'ig
solució d.eI AgCl més els 0.10 mol d.m-J presents inicialment.
Escriu 1'expressió d.e 1a 1lei d-'equilibri,
I r ll --,
K" =
Lo*
t aa)
[c
r @q)J
Substitueix les concentracions d.'equilibri i eI prod-ucte de
solubilitat.
2.o x 1o-10no12 am-6 = x . (x * o.1o) mo12 d'm-6
4. Ara pots fer ulla_aproximacLí roolt útil. D'una ba¡rda 1a eon
centració d.e1 ¿.S*(aq) en aigua pura a partir d.e la dissolu
ció del AgCI és 1.4 x tO-5 mo1 d.n-3. Aplica¡t e1 principi
de le Chatelier, aI afegir-hi més C1- 1'equillbri es despla
-
garb cap a L'""qo""r, per taat red.uint 1a concentració d'e L'í6
plata fixe fins ara. Per tal3't pots consid.erar que 1a concen*
iració d.e f i6 clorur a parlir del AgCl és d.espreciable com-
parada amb e1s O.1O mol dm-J d.e la solució de C1- present
inicia].nerrt.
2.
3.
Expressant-se natemática.ment, (x + 0'10) a 0'10 mol
(lots comprovar aquesta aproximació fent d.esprés els
-1
d.m
J
cá1culs)
65

69. tr
e Ia Ilei d.'equilibri- ara és:
-10
= x . 0r1O
2.0 x 10-10
-o2.O x1O
)
0.10
6. La soLubilitaten NaCl 0.10
l.
As' ( aq.)= x mo1 dr-3 -
-o
_?
2.O x 10 ' mol dm-'
Fixa't en 1a inportáncia de 1'efecte de f ió comú; en aquesta
1.2-
solució l-a solubilitat és deu mi1 vegad.es més petita que 1a solu-
bilitat en 1'aigua!.
Pots comprovar qlte 1'aproximacié feta en e1 punt 4 és válida.
x * 0.10 = (2.0 x:-O-9) + o.lo = O.IOOO00OO2 :0.10
És mi-Ilor, peró més difíci}, comprovar-ho en 1'equació d.e segor1
grau d.e1 pas 3.
-102.0 x]0 =x. (xt0.1O)
*2 + o.1ox - 2ro.ro-10 = o
l-,
-0,10:vo.o10+8.0x10- -o
= 2.0 x 1O
-t
2
és nolt útif fer
els cáJ-cuJ.s ¡ cortr
I'expressió d
2.O x 10
a
v
-
aa4-
nf_
ltt
-
=
Veurás que
plifiquen moJ.t
Exercici 48 A zo
oc
el prod.ucte de solubilitat d.el sulfat
il'estronci d" 4.0 x 1O-7 ¡ro12 dm-6 i e1 del
fluorur d.écna,gaesi és 7 12 x ]0-9 mo13 d.m-9.
Calcula, arnb d.ues xifres significatives, 1a
solubilitat a. 20
oC
en mols d.n-J d.eI:
(a) sulfat d.'estronci en una solucj.ó 0.1 M d.e
aquestes aproximacions perqub sim-
pots veure en els exercicis següents.
sulfat d-e
sod.i
(b) fluorur d.e magnesi en una solució 0.2 M d.e fluorur
d.e sod.i.
(Respostes a la págiaa II3 )
S'ha filtrat una solució saturad.a d.e carbonat
d.'estronci. A EO
"r3
d.'aquest filtrat s'hi ad.
clicionen 50 emj d.e solució d.e carbonat d.e uoli
1.0 M, part de] carbonat ii'estronci precipita.
Calcula }a coneentraeió ¿L'j'ons estronci remanent
solució. [ot e1 treba]-]- es fa a 25
oC.
(Resposta a La. págiaa 113 )
Exercici 49
66
en 1a
n
*á

70. 0uau. tind"rá ILoe urla precipitaci6
Ara anem per 1a úItina aplicació d.et
solubilitat que j-nclou aquesta Unitat.
Per pred.ir quan tindr). lloc
soluclons, necessites saber que
valor per e1 qual eI prod,ucte de
solució no pot sobrepassar-se en
principi d.eIprod.uct e d.e
u::a precipitació quan es mesclen
el prod.ucte de solubilitat és uu.
1es concentraeions dels ions en
.,
I eour_.J-l- Dr1 .
id.ea amb urr Exemple Resoltf'ensenyem a aplicar aquesla
1
Exemple R.esolt . Si 50,0 cm'^ d e Agt\O.., 0.050 M es mescl-en
amb 50.0
"r3
¿e x¡rd, 0.010 M, es forma
rá precipitat de AgBiO3?.
tr^(Rgnro.) = 6 x 1O-5 mo12 dm-6
6' ¿
.,
§oluc10
1. Calcula 1es concentracions d.e eg* i BrOl q.¡-¿e hi hauria després
de Ia mescla perb abans d.e 1a reacci-d:
)
(a) Mors d.e Ag! = o.o5o an3 x 0.050 mols ¿m-3
l-^ -*r^-il
0.050 d.m3 x O.O5O moI dm-3
= e.025 mot dn-j
Lg raQ/J =
(El volum es d.oblar per tant la concentració és la mitad)
(b) Igualment,
[nrorl
= V2 x 0.010 mo1 d,m-3 = 0.0050 mo1 d.m-3
2. Calcula e1 oroducte d.e 1es concentracions d.e1s ions (anomenat
prod-ucte iónic).
i- ¿ -lf ¡
prod.ucte ibnic =
Bs'
(aq.l[nroj("q)j
= 0.A25 mol d.m-3 x O. O05O mo1 dm-3 =
= L.25 x Io-4 mo12 ¿m.-6
3. Compara el valor d.e1 prod.ucte 1ónie amb eI prod.ucte de solubili-
+
^{-9dl¿ ¡
Si e1 producte iónic és més gran que K=, hr haurá precipitació.
Si e} prod.ucte i-bnic és més petit que Ks, no hi haurá preciplta-
ció.
.'. Apareixerá un precipitat d-e bromat de plata perqub eI pro-
d.ucte iónic és més grau. que e} prod.ucte d.e solubilitat.
Per assegurar-te que pots fer aquest tipus d.e problemes, intenta fer
e1s d.os exercicis següents.
Es f o:mará
150
"r3
d"
0.05 M?.
Ku=L'7x
si es mesclen
cn3 d.e ICtr' c,
il¡i. preeipitat d.e BaF,
na(Nor), 0.1M amb ¡olo
10-6 no13 ¿¡a-9
67
Exerci-ci 5O

71. (Resposta a Ia página 114 )
Exercicl 51 Es donen e1s següents valors numérics d.eI prod.uc
te d,e solubilitat de varies sala a 25
oC.
K=(clorur de plata) = 2 x 10-10
K=(Bromur de plom II) = 3.9 x tO-5
K"(Bronat (V) d.e plata) = 6.0 x 10-5
K^4Hidrbxid de magnesí) - 2.o x 10-11
S
(a) Formula les unitats per a cadascun d"e1s prod.uctes
de so]-ubilitat anteriors.
(b) Quines de les següents parelles d.e sollcionsl (to-
tes 1es concentracions són 1.0 x 10-3 mol am-3) for
li"Si,precipitat
quan es ba*egin volums iguals a
25 "C?.
Raona 1es respostes.
(i) Nitrat de platp_irclorur de sodi.
( ii) NÍtrat d.e plonü't
i
bromur d.e sodi.
(iii) tf ltrat d.e plata i bromat (V) de potassi.
(Iv) Sulfat de magrresi_ i hidróxld de sodi.
(Resposies a la página 1I4 )
seguid.ament traetem 1a úrtima aplicació d.e la
d''aquesta unitat, anomenada d.istribució d.'un solut
vents immiscibles.
1Iei d'equilibri
entre dos dissol
iode amb . \
*"i"1q¡.e efa
constam.t d.'equilibri, IL, per un equllibri en una
Les dai.es nece=3""
o
*
\.lJ
trobar
EQUIIIBRI EN UNA DISTRIBUCIó
Has vist per sobre un exemple de 1,equ!
libri en ur.a. d.istribució en er- primer uiveIl;
d.e nou s'il.1ustra en la Fig. J,Z. Ara consid.e
rerem amb més d.etall uns sistemes similars.
iod.e
aquos
a un procés d.'ex-
Fig.12.
0bjectius.
Quan
(:O) catcuLar 1a
acabis aquest tema has d'ésser capag d.e¡
d,istribueió,
d lstribució
)
(:r¡ aplicar Ia l1ei d'equilibri d.'una d.istribueió
tracg,j.ó.
llegeix en el teu 11ibre d.e text el que hi ha sobre
e1s equilibris d.'una d.istribució. rnformá't com s,expres
sen les expressions dels coeficients d.e d.istribució i"rI
gu.nes vegades s'anomenen coeficients de repartició). pots
68

72. aquesta aplieació de Ia
de distribució com a la
llei d'equilibri ref erid.a tan a ]a
11ei de reparticj_ó.
11ei-
Ara farás un experiment per a d.eterminar un coeficlent de.,
ctl-straDucLo.
EXPERIMHIIT 5
Equilibri en r.¡-na distri-bució
Fina]-itat
El propbsit d.'aquest experiment
6s d.eterminar eI valor d.e1 coeficient
de d.istribució per 1'equilibri que hi
ha quan l'amonlac es d.istribueix entre
aigua i lrlrlotrlcloroetb.
Introduccié
(tcel = 1, 1, l-tricloroetá)
En aquest experiment agites una miea d.e solució d'anoníac amb
11111-tricloroetá per establir r::: equi]-ibri, i llavors d.etermlnar
Ia concentració d.'amoníac a ead.a d.issolvent per valoracid. Aixb et
permet ealcular e1 coeficient d.e d.j_stribució,
\.
KD=
Mat erial
ulleres d.e segurgtat
proveta d.e 50 crj
soluciólMd.eNH^
1, 1, 1-tricloroetbi CH.oC1-
embut de d.ecanta"i¿-JÉ-iié
"r32 vasos d.e precipitats d.e 1OO
"*Jpipeta d.e L0 cmJ amb carregad.or de seguretat
flascó rentad.or d.'aigua d.estil.Iad.a
solucló indicad.ora d.e roig d e meti1.
rajola blanca
bureta d.e 50
"r3
anb suport
ácid. clorhídric, O.OIO M (patró)
ácid. clorhíd.ric, 0.50 M (patró)
2 erlenmeiers d.e 150 cn3
[**:
( tce )]
),,
69

73. Proc ed iment
1. Posa aproxlmadpment 50
"*3
de solució d.,amoníae en un embut d"e
decantació.
2. Posa aproxlmad.ament 5O
"r3
de f ,1r}-trieloroetá en el mateix
embut d.e decaniació.
3. Aguanta fort la clau amb una ma i amb l'al_tra el tap, xarbota
vigorosament 1'embut de d,ecamtació durant 10 segons. Afluixa la
pressió i-nterior afluixant er tap per un moment,
4. Continua xarbotant durant un minut, afluixant 1a pressió cada
1o segons. Deixa-ho reposar fins que separin d.ues capes.
5- Passa 1a capa org)::.1ca a-u.n vas de preeipitats. Utilitzant Lrna
pipeta seca, pq.ssa I0
"*3
a un erlenmej-er. Afegeixi-hi aproxi-
mada,ment 20 cmr d'aigua destil.lada i suficient indicad.or per
torr:ar groga Ia capa aquosa després d_'agitar (1a major part d.e
- r.
f ind'iead.or roma¡:.d-rá en la capa orgánica). Valora la mescla amb
ácid clorhíd.ric O.o1o M flns que 1a solució groga eanvj-í a ver-
mella i romangui- vermella d.esprés d-e L'ag:-tacLí. (pot trigar uns
moments en sortir tot 1'amoníac d.e la capa orgánica i reaccionar
amb 1'ácid) .
6. Yalora dues mostres més i completa una cbpia de Ia Taula de Re-
sultats 6.
7. Passa 1a capa aquosa
?
un vas d.e precipitats. De nou ompla la
pipeta, passa 10.0 cmJ a un erlenmei-er, ad,d,iciona de nou 20
"*3d.'aigua i u.nes gotes de solució ond-icadora, i valora fins a1
pLrnt final amb ácid. clorhfd.ric 0.50 M,
B. Valora dues mostres més i completa u::a cbpj-a d.e Ia Taula de Re
sultats 7.
f au].a d.e Resultats 5
solueié erlenmeier mol dm-3
f
cmJ
solució bureta no1 dm-3
Ind icad.or
Prova 1 2 3 4
trectures
d.e 1a
bureta
Fina].
Inicia]-
Volum gastat/cr'3
VaJ-oració ¡oit jana
/ cm3
70
I
t__ _

74. _ ,..;E
\
\,,
'
'.\
\
f aula d.e Resultats 7
CáIcuIs
1. Calcula 1a
a partir d.e
2. Calcula la
a partir de
3. Calcula el
concentraei6
1a Taula d.e
concentraeLó
1a Taula d.e
coeficient d.e
1 1,
mlrJana oe r amonlac en La capa orgánica
Resultats 6.
mitjana de I'amoníac en la capa aquosa
Resultat s 'l .
.,
d.l_str].Ducr-o.
4.
ÍHi
Compara aquest resultat amb altres d.e la classe.
ha una sbrie d.e resultats a. la pásina 115
)
Els cá1cu1s d.els segtlent exerciel són similars a1s cáleuls d-e
1'Experiment 5; o pots escollir t¡n mbtod.e gráfic.
Eáiercici 52 Calcula e1 valor d.e1 eoefieient d.e distribució
per 1a d.istribució en equilibri d.e 1'ácid. bu-
tand.ioic entre aigua i éter a partir de les d.a
d.es següents. Tots els experiments s'hart fet á
teixa temperatura.
Concn d.'ácid. en aigua O.O759 0.108 0.158
/mol. ¿n-3
Concn il'ácld en bter 0.0114
/mo]. am-3
(Resposta a la página 116 )
la ma-
o. 300
o.045L
Solució erlerrmeier mol d.m-3
l
cm-
Solució bureta mo]- dm-3
inoicad.or
Prova 1 2 3 4
!ectures
d.e La
bureta
Fi-nal
Inlc ial-
Volum gastat/cm3
Valo¡ació mitjana
,?
71
0.0162 a .a237

75. la d.istribució d.'u:: solut entre d.os d.issolvents es fa servir
a vegad.es en 1'extraecló i en procediments d.e purifi-caci-d. Per exem
p1e eJ.iminaries más amoníac a partir d.'ur.a soluci-ó d.e 1111l-tri-cIo-
roetá agitant-lo amb aigua váries vegad.es que ¡mb una so1a, com veu
rás en 1'exercic j- següent.
Exercici 53Aquest exercicl consistei-x en 1'extracció d'amo
rríac d.'una solució d.e 1r1rl-tricloroetá p""
"gf
taci6 amb algua. K,* - 29O.
]J
Quant aminíac roman en la capa orgánica després de 1'ex
tracció d.e 1oo
"*3
de solució
pmb
?
(") 1oo cm' d.'a]-gaa,
(b) quatre porcions sLtccessives d.e 25 cm3 d.'aigua?
(Respostes a 1a página 117 )
En 1es d,istribucions en equi-1ibri has consid.erat fins aquí que
..t
e} solut está en la mateixa forma molecular en els dos d.issolvents.
Per exemple 1'amoníac etl 1r1rl-tricloetá está exclussivament en for
- -
1 1, r
^ma d.e molécules d.e NHrr i en 1'aigva quasi- exclussivament en forma
-
d.e NH.. Éi ha una pe'i;ita reacció amb i'aigua:0.e mo lgcu-Les ¡trr3. rf¿ ¿¡s
r
trtHa(ar) + H20(1) * muo(ae) + 0H (aq)
Perb K^ per aquesta reacció ás aproximad.ament 10-7r Per tant tot
-,
V -a
1-amoníac es troba en forma d.e molécu.la.
?er contrast, 1'ácid. etanoic es troba en solueió aquosa quasi
h
///
h'
t\'r'--'t
No necessites preocupar-te per
perb e1 resultat nés senzil1. és
-
f(curcorH)
(t""ü
-
LcH¿cozn( "q))
la d.ed.ucció d.e 1'expres
q.ue apareix un terme qua
84.6
o+¿
l¿
exclussivament en forma d.e molécu1es d.e CH,CO,H, i en 11111-tric19
roetá quasi exclussivament en forcia d.e moldcufes d.ímeres d.e
( ctt rc
orH) ,
.
. ,) -
1-- I
sl-o oe It-,
r'Y
orat l-c
El següent exerclci correspon a un sistema en equilibri s1milar.
Exercici 54 S'ha afegit triclorometá a una série d.e solucions
aquoses d.'ácid etenoic (ácl-d. acbtic) i les mes-
cles agitad.es a la te-mperatura deI laboratori.
Per valoracid s'han trobat les següents eon-cen
traclons d'bcid. etanoic en les d.ues capes:
f ricloromet}, / s m-3 L7 .5 43.5
aigaa/ g ¿m-3 2A)
479
Desprecj-ant 1a d.issociació d.e I'ácid etanoic en 1'aigva,
a\
Geüuer-x .l.a rormula molecular en e]. tricloroetá.

76. Si vols pots util-itzar paper de gráfiques.
(Respostes a Ia página 118 )
TIISTA D,OBJECTIUS DET., SEGON NIVELI
Ara has arribat aI final d'aquesta Unitat. I\{ira de nou 1a J.lista
at
r ooJecrt-us oel Primer Nive11. En afegir-Ios, hauries d'ésser capag
d.e:
(f+) $ (15) exposar }a l1ei d.'equilibri escribint una expressió
per \a constánt d.'equilibri, K", per una reaceió re
versible;
(IT) reconéixer aquells sistemes per e1s quats 1'expressió de La
Ilei d.'equilibri és independent d.el volum;
(16) aI (20) fer cál-cuIs basats en l-es exrressions d.e Ia 1lei d'equi
libri, K"i
(2L) $ (22) calcu]ar la eonstant d.'equilibri, K-¿ Per una reacció
gasosa, d.ona¡t les pressiot.=lffif= a" eadascun o els
mols i la pressió total d.e 1'equilibri.
(Zt $ (24) calcular Ia variació de pressió necessaria per alterar
Ies proporcions d.els reaceionants i d.els nroductes en
un sistema en equilibri;
(25) calcular 1a massa molar mitjarra d.'una mescla gasosa;
(26) descriure com les constants d.'equilibrj- varien amb la tempera-
{-rr¡o.
.g:j-
(27) al (29) aplicar 1a l-lei d.'equilibri aL cá}cu} de1 prod.ucte d-e
solubilitat a partir d.e la solubilitat, i vice versai
(:O¡ fer cblculs il-.]-ustrarlt }'efecte d.e f ió comú;
(:f ¡ predír quh. ocurrirá precipltació en determinades circumstá;::cies;
(32) $ (33) Cal-cular eI cqeficient -de d.istribueió' ib, i aplicar-lo
a un procés d.'extracció.
PROVA DE FINAI D,I]NITAT
Per averiguar bé com has assj-milat el material d'aquesta
Unitat, int".rI" fer l'examen que segueix. Llegeix 1es io" '
?
Ü
truccions d.e sota abans de continuar.
Ñ:f
l. Haurles de passar una hora i mitja en aquesta prova.
2. Entrega 1es respostes a] professor per a qualificar-les
73

77. PR.OVADE FINAI D,UNITAT ?p
N(__\
n
/1\
r/
tAr
ll
(1)
-1.Ei b atm -
1. A una certa temperatura, La consta¡nt d.'equilibri d.e La
reacció:
és 4.
qi o'
ies
mols
bri?.
1
A
+
A una certa temperaturar per la reacció:
co(s) +crr(s) +coclr(s)
1es pressions parcials de 1'equilibri
boni, clor i clorur d.e carbonil són 2,
vament. Quin és el val-or de K ?
p
\,-
o.e1s monóxid. de car-
4 i 48 atm respecti
cH3c02H(r) + c2H50H(1) É cH3c02c2H5(1) + H20(1)
afegeix r¡n mo1- d'ácid. etanoic (CttrCOrH) a un mol d.'etanol
d.eixa Ia mescla fins que assoliex'I'EquiJ.ibri, quants
r ,a
d
-ácid
etanoic estarp¡ presents en la mescla en equili
'n 2
Í
1
D¿ E -1-rrTuz34
2.
A 54 aim B 42 atm C 1,2 atm D B atm-l
2
).
4.
bi-smut, BlrSrr és x moL
prod.uete dE dolubilitaü?
D 54x5 E 108x5
El prod.ucte d.e solubilitat de3. cromat d.e pl.ata és I x 1O-12
mot3 dm-9. En una solucló en 1a qua]. [c"o?i ¿= 1 x 10:4
mo1 am-3, La máxima
[¿g+l ,
"r,
,oi da-ir*é3,
_R
A 0.5 x 10
B 1x10-B
Si 1a solubilitat d e1 tri-sulfur d.e
- -?
. ,
dm-J, quin és el valor nr.rméric de1
A Zx5 B 4x5 C Z7x5
C 1x1O-6
D o.5 x 1o-4
(1)
(1)
E 1x10-4
En les Qüestions 5 i 6 una o més d,e les respostes suggerid.es
és correcta. Respon d.e la següent manera.
A Si I, 2 i 3 són correctes
B Sili3sóncorrectes
C Si2í4 sóncorrectes
D sj- només + és comecta
E si alguna altra respostq o combinació és corecta.
5. En Ia següent reacció reversible:
c0(s)+Hr(e)JCHroH(g)
^Ho(298
K) = -92.5 kJ mol-1
Quins faeiors augmentaran eI rend-iment de metanol en
1'equillbri?
74
nl

78. 1. augmentant Ia pressió deli:sistema
2. afegint un gas inert a pressió constant
3. augmentant la pressió parcial d.e 1'hidrogen
4. augmentant la temperatura
6. sl a una solució Ia qual és 0.0001 M respecte ars ions
carbonat, COt-r es mescla amb t:r:. volum igual d.e solu-
ció 0.0OOl- MJ de ions d'un metall d.eI Grup II, quin
d.els següents carbonats hauria de preclpitar?
Ks(298 K) mol2 dr-6
1.1 x 1O-5
5. O x 10-9
-tn
I. J- X J-U
5.5 x t0-10
(1)
(1)
(1)
1 MsC0,
2 CaCO,
3 SrCO,
4 BaC0,
Per les Qüestj-ons 7 i B, escolleix
E com segueix
A les d.ues afirmacions són eertes:
B les d.ues afirmaclons són certes:
mera.
u.na resposta de la A a 3-a
la segona explica la primera.
la segona no explica Ia pri-
C la primera és certa: la segona és falsa.
D la primera és falsa: 1a segona és eerta.
E Ambd.ues són falses.
Primera afirmaei6
7. Augmentant Ia pressió no es
prod.ueix cap efecte sobre
la posició d.'equilibri d.eI
si-st ema
ttr(s)+rr(s)ézHr(e)
Segona afirmacló
En e1 sistema hi ha igual
nombre d,e ¡oolBcules reac-
cionats que d.e productes.
nr(ú + rr(s) é eur(g)
En una sol-ució saturada
de sulfat de plata a una
temperatura donada, 1a
concentraei-ó d.eI sulfat
d.e plata que es d.issol
és constant
r
B. El terrne AgrS0r(=)-^- és ig
d epend.ent dA l'expié'§sió
de1 prod.ucte
del sulfat de
poc sotrub1e.
de solubil-itat
plata molt
75
(1)

79. oEI següent equilibri s,aplica en La producció ind.ustrial
de 1'ácld sulfúric.
-
esor(s) + or(s) + 2so3(s); ÁHs =
_189 kJ *o1-1
(") Posa per escrit 1'expressió d'equilibri Kn.
(b) Exposa 1'efecte, sl en hi oa, sobre la concentració de
to3:r,_1'equilibri d-'una mescla concretar per a cad"as-
cun d-ers apartats següents, donant clarament 1es raons.
(i) augment d.e pressi_ó
(ii) augment de temperatura
( ii:-) add,ició d.'un catal-it za.d,or
(rv) add-ici-ó d'u::. gas inert aL sistema en equilibri
mantenint 1a pressió constant.
(1)
(3)
(2)
(2)
(3)
10. Quin dels metalls
coure(tI) de l_es
d'equilibri s'ha:1
zn( s) + c,r2* ( ,q )
üig(s) + co2*( uq.)
Fe(s) + cu2+(aq)
Zn, Mg i Fe fa precipitar més ions
solucj-ons?. les següents constants
mesurat a temperatura ambj_ent.
+ cu(s)+zn2+(aq) K =zx1037
c
+ cu(s) + Mg¿+(aq) K^ = 6 x 1o9o
+ cu(s) +tre'o(^r) K:=3*L026
c
11. .(a) Escriu ilna expressió d.eL producte d.e solubilitat del
elorur d.e plom(II).
(b) E1 producte de solubilitat d.e1 clorur d.e prom (rr)
és 116 x 10-5 mo1-3 dn-9 a una temperatura d.onada.
(r) Qulna és Ia solubilitat en mo1 ¿¡o-3 d.eI clorur
de plom (ff¡ en aigua a La uateixa tenperatura?
(ii)
Quants mols d.'ió elorur s'haurien d.'afegir a r.¡¡ra
solució d.e nitrat de plom (rr) a ra mateixa tem-
peratura per ta1 de prod.uir r:n preclpitat de c1o
rur de plom (lt):. Consid.era que e1 volum no
"*r-via al afegir-hi l'ió clorur.
L2. En fase d.e vapor existeix el següent equilibri entre el
tetrabxicl d.e d.initrogen i er ¿i5xia d.e nitrogen!
*ro4 + 2NO2
A 1a pressió atmosfbrica i a una temperatura donad.a T, el
Zora per cent d.e 1es molbcules de ,,*po" són de N02.
(a) üti-l,itzarrt 1'atmosfera com r.r¡:itat de pressid, ealcula
1a cons!.ant d'equilibri K, a temperatura I.
(b) caleula e1 percentatge d.e molbcules ile NOo en eI vapor
a La temperatura T qua¡, 1a pressió (totalf d.e vapor és
0.50 atmosferes.
(1)
(1)
(+)
(3)
, {4)
/o

80. 13. Quan el sulfat d.e
' de iodur de sod.i,
plom s'afegeixr,a ulra soluc j-6 aquosa
s'obtd el següent equi-}i_bri-.
rbsor(s) + 2r-(aq)
+ É rbrr(s) + sof-(ar)
la constant d'equilibrl per aquesta reacci6 pot d.etermi
nar-se afegint un excés de sulfat de plom a u.n volum c6
negut se solucló estand.ard. de iodur d.e sod.i i d.eixant
que la mescla assoleixi 1'equilibri- a La temperatura de
sit jad.a en un bany d,'aigua termostáticament controlat.
ll-avors s'afegeix aigua fred-a a ra mescla reaccionant
per ttparar"
l'equillbri _i la mescla es valora amb una
solució estandar de nitrat d.e p1ata. En un experiment
típic utilitzanl 50.0
"*3
de Íodur de sod.i O.i- t¡, s,ob
té una valorac=-ó de 31.0
"r3
d.e nitrat d.e plata 0.1 M:
(a) Dóna una expressió de Ia constant d.'equ11ibri, K,
de Ia reacció
:
(b) Per qub no és necessarl conéixer la massa d.e sulfat
d.e plom util-i-tzat en 1'experi-ment?
(c) A partir de 1es dades d.onades abans, ealcula
(r) l-a concentració d.'1ons iod.ur presents inicialment
(ii) l-a concentraeió d'ions iod.ur presents en 1,equi_Ii
orr-
(i1Í) la concentració d.'ions iod.ur que han reaccionat
(iv) Ia concentració d.'ions sulfat fornats
(v) eI valor de K.
l
14 (a) Exposa 1a 11ei de repartieió per 1a d_istribueió d,un
so1utentred'osd.isso1ventsinmiscib1es.Sotaquines
ccnd.iclons ha d.'aplicar-se Ia llei?
(b) E1s segÍients resurtats s'han obtingut en un experiment
per a determinar el coeficlent de repartició d.e 1,amo_
níac entre I'aigua i eI triclorometb (CHCIT):-
1O.O
"r3
de 1a capa aquosa neeessit en 43.2 cmj d,áciit
clorhíd.ric o.z5o mo1 d.m-j per a 1a seva neutralitzacií
25.o
"r3
d.e la capa de-triclorometá neeesslten per ra
neutralítzacií zl-.6
"*3
d.'á.cld. clorhíd.ric:d.e o,ó50 mor
d.m-3.
calcula e1 coeficient d.e reparticid a la temperatura
d.eL laboratori.
(1)
(a)
{' //
(3)
77
(totat 50 punts)
(5)

81. APEWD]X Ú
EXERCICIS A}DICIONAIS
1,es respostes d.'aquests exercicis, sempre arnb mbtod-es abreviats
es troben a les págines I1B a LZ5
A-Cáf cuI d.e
Exercici 55
A 25O
oC,
s'ha establert un equllibri per aI següent sistema:
rclr(s) +ec1r(s) +c1r(e)
Les aná1isis d"e la mescla donen que
r - ,-l - --2 -1 ..-.-f i- '-1
x l0-2 mol- am-3
[rcr,
(s) = ]. 50 x 1o-" mor dm-r
'
L:r,
( s)-l = 1' 50
i
[íciris)] = 1.18 x 1o-3 uror am-3'
Calcula e1 valor de K" a aquesta temperatura'
Exercici
56
I,'análisi del sistema en
esor(s). + or(s)
d.onen que
§0,
( s)) = o. 23 mo1
Calcula eI valor d.e K" a
= f .37 mol d.n-3
equj.libri
+ esor(s)
dm-3,
¿n-3
aquesta temPeratura.
[0,
f sI
[un,
t sl
mo1
[n,
f s[
Exercici-:i57
A ?00 K, 1'análisi d-eI sistema
rvr(s) + :nr(s) + zNttr(s)
d.éna que
= 1.0 moldn-3,
[Nr{s)l
= 13.6 mol dm-3,
Calcul-a e1 valor d.e K^ a aquesta temperatura'
v
_'ttr
-?d.m -
77

82. es cotlcentraciorxs
Exercici 58
En e1 següent equilibri:
tu,(s) + r,(s) + 2¡rr(s)
K = 54.L. a una temperatura partj-cular. S'ha trobat que la mescla
eñ equillbri conté una concentració d.'hldrogen d.e o.4B x 10-3 mol
d.m-r, i una concentració de IU d.e 3.53 x 1O-3 mol- dm-3.
Quina és 1a concentracid de IZ en l-,equilibri?
Exercici 59
¡i
yer
-L equl_l-1br1
c5H10( 1) + clr3coeH( 1) + cH3coec5H.. ( t)
( penté) ( act-o. (etanoat de pentil)
aJ_o¡ni a \
K"= 540 mo1-14r3 ;";;-;Lrtu temperatura.
una mescla en equilibri a aquesta temperatura eont6 5.66 x 1o-3 mot
¿m-3 de penté i Z.jj x 1O-3 mo1 ¿*-j á;á"iA etanoic.
caleula Ia concentracid d'etanoat de pentil de Ia mescla.
Exercici 6O
Aquesta qüestió pertoca a1 sistema en equillbri
cl{3c02r{(1) + c2H50H(1) + cH3c02c
2H5G)
+ iiro(1,i; K"= 4 a 25
oc
En un experiment coneret, 0.31 mols d.e cH.co^H, 0.66 mols de cH-co^cH_
i 0.65 mols d,'aigua es troben present= urlJi'Équiiibri. Quant= ,J1=='l
d.e C^II-OH hi ]na?
¿)
C partir dels mols
Exercici 61
En eI següent sistema en equiJ.ibri:
B-Cáf cu1 d.e 1
d'equilibri
Cálcu1 de K" a
d.'eq.uilibri
Hr(s)'+ rr(s) + 2Hr(s)
20.57 nols d.'hld.rogen i j)22 mols
librl a 45o
oC.
En aquest punt la
d.'liidrogen. Cal.cula eI valor de K
d.e iod.e s'ha.n d.eixat assolir 1'equi
mesela conté LA.2Z mols de iod.ur
-
a aquesta temperatura.
c
7B

83. Exercici 62
-,.! equ]-l1brl_
N
r0, rr 2N 0o
L+¿
s'ha assolit a IOoC partint d.e O.I3OT mo1 am-3 d.e N^O :
cl-a en equllibri s'han trobat 0.0014 mors dm-3 ae u6rt'
valor oe K^ a aquesta temperatura.
L
c
en 1a mes-
Calcula e1
Exercici 63
En eI següent equilibri:
c^rr_0H( 1) + Cr{)co2H(1)
+¿ )
--3--L
2.0 mols d.'etanol i 1.0 mols d'ácid.
1'equilibri a 25
oC.
En 1'equilibri
d.'etanoat d'eti-l i el volum total és
de K" a aqu.esta temperatura.
cu1
tir
cH3co2c2H5(t) + ii2o(1)
eta¡:ole s'ha¡n d.eixat assolir
Ia mescla eonté 0.845 mols
d.e 3O
"*3.
Calcul-a e1 valor
é-equ
ici
mo1
mo1
d-el
de1
^\
pa
ü
in
ilibri
a 1s
Exercici 64
En eI següent equi-1ibri:
cH3c02H(1) + c
z}j-5?nr
r) + ci{3c o2c
2t15Q)
+
En un recipient d.e 2.00 d.mJ s'han col.locat 8.0 mols
i 6,0 mols d'etanol. Qua,ts mol_s d'aigua hi ha en l,
aqu.esta temperatura és igual a 4.j.
H2o( 1)
- ta
d'ácid. etanolc,
equilibri. K a-c
en u.n reeipient de 1.0 dn3, 1.0 mols de r,., i 2.0 mols d.e H^ han asso
lit l'equilibri a 44o
oC.
Si K^ = 0.02 a,:f4o
oC,
qulnes sóá re=
"or,.Icentraeions de Hr, Hz í lz en L'equilibri a aquesta temperatura?.
Exereici 65
En eI següent equilibri:
2Hr(s) + rir(e) +rr(s)
Exercici 66
4.O g de pentaclorur de fbsfor
en un recipient d.e 75A
"*3.
(
=
a 250 0c¡ c
rclr(s) + rclr(s)
CaLcula els mols d.e pentaclorur
es deixa assolir 1'equilibri- a 250
oC
, 0.19 mol d.m-3 per 1a reacció següent
+ crr(s)
d.e fbsfor en 1'equi11br1.
79
I

84. E-Cátcu1 de K_ a part ir d.e 1es
p
pressions parciaL s
Exercici 67
En el següent sistema en equilibri:
uroo(s) J zrrtor(s)
a 55
oC,
les pressions parci-als oels gasos són:
Exercici 70
En la següent reacció:
cor(s)+nr(s)+co(s)+Hzo(s)
a Lrna temperatura d.e 1OO
oC
i a wra pressió d.e 2 atm, e1s mols de
gas presents en 1'equilibri ere 612 x 1O-3 mols d.e C0, 6.2 x 10-3
mols d.e HZA, 0.994 mols de C}Z i O.99+ mols d.e Hr.
Calcu].a el valor d.e K .
p
I
p., A = 0.33 atm i p^,^ = 0.67 atm
trzu+ -r\u2
Calcula Kn per aquest sj-stema.
Exercici 68
En el següent sistema en equilibri:
esor(s)+or(s)+zsor(e)
a Ltna certa temperatura, les pressions parclals dels gasos són:
p-^ = 2.3 atm, F^ = +.5 atn, pSO-= 2.3 atn
or2 -v2
3
Calcula K per aquest sistema.
p
Exercici 69
Consldera La següent reacció:
Hr(s) + rr(s) É Zur(s)
a una certa temperatrlra, 1es análisis d.e la mescla en equilibri han
d.onat els següents resultats.
Pr¡ = 0'25 atm,
,'2
pT-= 0.16 atm FHI= 0.40 atm
'2
. Calcula K per aquesta reacció a La temperatura donada.
p
F-Cáf cul de K a parti-r dels mols
p
en equilibri
BO

85. Exercici 7L
Una mescla en equilibri conté O.4O mols d.'átoms d.e I i 0.60 mols d.e
Tn molecular. La pressi-6 total és 1.0 atm. Calcula el valor d.e K
-2.- - - L..-.^ ;^ 1^
-:r-
p
a-La tenrperatura d.e la reacci-ó:
rr(s) + 2r(s)
Exercici 72
En la següent reaceió:
tu, ( s) + r, (s) 3 2lIr( g)
a una ternperatura d.e Bj oC i a una pressi-ó d,e 2.00 atm, els mols d.e
cadascun dels gasos presents en 1'equilibri són 0.56 mols d.e Hr,
0.060 mols d.e I^ i I.27 mols d.e Hf. Calcula K a aquesta tempeiatura.
2p
G-Cátcu1 de 1a pressió a part ir de
K i e1s mols d.'e quilibri
p
Exercici 73
En la següent reacció:
zxor(s) * 2No(s) + or(s)
a una temperatura d.e 700 K, e1s mols d"e cada gas presents en 1'equi-
libri són, 0.96 mols d.e NO^, 0.04 mols de N0, i 0.02 mols de 0.,.
Si K_- 6.8 x 10-6 atm, quÍáa hauria d'ésser 1a pressió total p6r tal
Dr-.
que fa mescla assolÍs 1'equilibri?.
Exercici 74
Per e1 següent slstema K, = 3.72 atm a 1000 K:
c(s) + HeO(s) + c0(s) + ttr(s)
Quina pressió s'hauria d.'ap1i-car per tal d"'obtenir una lnescla que
contingués 2.0 mols d.e C0, 1.0 mo1.s de HZ i 4.0 mols de HrO?
Exerci-ci 75
A 1O0O K, per eI següent sistema Kn = 1.9 atm:
c(s) +cor(s) é 2co(s)
Quina hauria d'ésser Ia pressié total per taI que 1a mescla en equi
Iibri contingués 0.013 mols d.e CAZ o O.O2+ mols de C0?
81

86. I{-Massa lnolar nit ja
Exercici 76
-,
ler l- equr-Ir-0r1:
N,(s) +3n,(s) +z}{H,(s)
a una temperatura eoncreta i una pressió
en equilibri té la següent composició 1.0
iI^ i 13.5 mols de N^.
¿¿
(a) Calcula Ia constant d.'equilibri , Kn,
les esmentad.es cond.icions.
*
(b) Calcula 1a massa molar mit jama d.e 1a
esmentad-es.
Exereici 77
^,Per l'eouilibri:
rcrr(s) +PC13(s) +crr(e)
a üÍLa temperatura concreta la mescla en equilibri- conté 0.20 rool-s
d.e
lt1¡r,0.010
mols d.e PC13 i 3.8 mols d.e CLrt s1 1a pressió toial
es J. U aÍfr,
(a) calcula }a consta¡:t d.'equilibri, K-r per aquesta reacció sota
les cond.lcions esmentad-es i
}/
(b) Ca]cu1a la massa molar rnirjana d.e la mescla sota 1es esmentad,es
cond.leions.
Elerciei 78-
.,
Per 1'equilibri:
uroO( s) + e}{o, ( s)
na
total d.e 2 alm, una mescla
mols de NII., 3.6 mols d,e
J
per aquesta reaceió sota
mescla sota les cond.icions
s'ha¡r introd.uit 1.00 mols ile NrO, en un recipient i han assolit
l'equilibri a 308 K. §'ha trobát-que 1a massa molar mitjana de La
*""á1* és 72.4 g no1-1.
(a) Calcula La fracció molar de N0, en 1a mescla en
(b) la pressió d.e 1'equi].ibri era 1.00 atm. Calcula
tema a La temperatura d.e 1'experiment.
(c) Calcula Ia fracció molar d.e N0, q.ue estaria present en 1'equi-
libri si la pressid s'augmentéE fins a 6.00 atm a la mateixa
temperatura.
equi-Iibri.
K per e1 sis
p
B2

87. APENDIX DOS
Aquest apéndix té alguns temes que només s'e¡lgeixen en certs
programes. El primer és molt senzi1l, perb coneiderem que 1a resta
ha d.'ésser tractad.a en el Nivel1-A. Et suggerim que procedeixis no:t
¡cés d.esprés d-e discutir-ho amb el teu professor.
Objectius. Quan acabis aquest apéndix has d'6sser capaq de:
(35) eseriure una expressió q.lte relaeioni la gonstant d'equ11ibri,
la variació d'energia Iliure estándard 1 1a temperatura;
(36) B.epresentar gráfi-cament 1'energia lliure.mínima per un equili-
\J-'
bri a partir d'una sbrie d"e valors Ae AGs;
(37) Ded.uir r:¡.a expressió q.ue relacioni la constant d'equilibri, La
variació d'entalpia estándard- i Ia temperatura;
(:a¡ CalcularAHo a partir d.'una sbrie d.e valors d.e la constant
d.'equi librl a diferents temperatures;
(34) calcular K artír oe K per
(39) CalcuJ.a K a una temperatura a partir d'e
t emperatura;
una reacció gasosar i vice versa;
_o
H"iKaunaalira
Suggerin que trebal.lis prlmer eI material d.'aquest apbndix i
d.esprés utilitzis e} lIibre d.e text per a consolidar-ho.
Larelaci6 entre K
Deduirás 1a
que correspon a1
N^0, (g) +
é+
Q.1. Escriu lesexpressions
relació mitiangant un Exercici d-'Autoavaluació
sistema en equilibri-:
zivo, ( s)
o*0, t **roo en ftrnció
d.e mols d.e d-os gasos
, [N204(sl]
:- er vorum total, v.
d.eI nombre
a"
[rvo,
( s!
t]v=pzoa( s
id.eals
ssions p
[*0,
{ s{ v
za La 1Iei
i
\204'
o*rou
dels gasos
amb 1es pre
7l=-Toz
D'1
!L.¿.
Q.2.
per relacionar els molsutilit
arcials
\0,
R'2'
'*oru
= \orot
Q.3. Combina R.1.
en funció d.e
i R.2.
[ro,
{ s)]
Pn
^o .v
=
\^o.RT''2-4 ¿
+
per-escriule les expressi,ons
i
[Nroo(el
.
B3
d'e
'*ort
n*roo
K
p
l
l
i
i
l
i
j

88. R.3. n*or=[lor(sl]nr ,*roo=Froo(
Q.4. Escrlu una expressi-ó per K i substitu
ci-als per 1es d.e Ia R.3.
P
*r]
eix
RT
, les pressj_ons par-
'Ñ0, [*0,
r *!íor l
,
R.4. K =
p
Q.5.
n*roo
-fNzo+(s)]
nt
Utilitza 1a R..4. per escriure u¡.a
d.e K
expressió de K, en furnció
8..5. K =KRTpc
Exercici 80
Exercici Bl Per aL
n,(s)
En general,
a on An = nombre d.e mols d.e1s productes gasoso - nombre de mols
d.e1s reaccionats gasosos.
U-bilitza aquesta expressió per fer e1s següents exercicis. (Esco
lleix eJ- valor d.e R que tingui I a r¡¡ritat apropiad.a) .
Exercici- 79 Per a1sistema en equilibril
+ rcrr(s) + crr(s)rc}, ( a)
a aquesta temperatura.
p
ñlf
inad.a.
I¡
K - K (RT)"^
p c'
K_ = 0.811 atm. a 523 K. Calcula K
Pc
(Resposta a la página L26)
En el sistema en equilibri:
r'rr(s) + 3Hr(s) + zNu.(s)
)
K^ = 2.0 mol-¿ dmb a 620 K. Quin
v,
aquesta temperatura?.
(Resposta a La página L26)
sistemai
+ rr(s)
d.emostra que *n
(Aesposta a La
Ara veurem la reláció entre
d. 'energia lliure e st ánd ard. .
+ 2Hr(s)
- K_ a una temperatura d.eterm
c
página L26)
}a constant d.'equi-Ii-bri i 1a variació
p
ña
,-
es eI valor 0.e K a
p
B4

89. ,Lr A relaeió entre
100%
reaccaonants
AG€= 0
K =.1
En 1'equilibri
colscentració de
i de prod.uctes
K
A
Ác"
Eb 1a UnÍtat S3 (Energbtica Química) has estud.iat que l-a variaci-ó
d'energia lliure estándard., ÁGe, és La q.ue determina quan Lrna reac
ció pot f er-se, millor que La var:.aci-ó d.'entalpia estándard., /li".
En aquella etapa no pod,iem explicar completament que ¿!G (no aCe) po
d.ia ser negativa per wr procés espontani; les reaccions per les quals
AGe té un valor positiu petit pod,en fer-se parcialment, assolint urLa
posició d'equilibri.
La raó és que AGe i K esian relacionades matemáticament per una eq.ue
ció, La qual introduim sense d.eduir-la.
Aee = -tr 1n K* o Ae* - -2.30 RT log trf
# quan utilitzem
rrfnrr vol dir logaritme en base e" Í 'r1og'r vo1 d"j-r
"logaritme en base lO't.
Fixa't q_ue per les reaecions que inclouen una variació oel nombre d"e
mols d.e gas presents, la K d.e 1'equació ha d.'ésser K-; en altres cas
p'
sos pot utilitzár-s€ K".
I,'equació ens d,iu:
si Age és
si AGe és
si AGe és
0, 1og K
negat iva,
positiva,
,.
es zeTo l-
t
log K es
t
Iog K es
K=1
positiu
negatiu
i K> 1
iK4 1
?er una reacció K = 1 quan hi ha igual concentraeíons de reaccionants
que d.e produetes. Si K! 1 e1s productes estan afavorits i si K (1 els
reaccionants estan afavori-ts. Per valors de llGe ¡ao1t allunyats de %e-
xor Ia posició d.'equilibri está d"esplagad.a aI máxlm a la dreta o a i
l,ásquei"* qor., ÁCd > ZO 6 30 kJ *ot-I'o ASe(-ZO ó -30 kJ nol-I, 1f3
vors la reaccló pot consid.erar-se eom a prácticament completa en una
d.irecció o al-tra. Aixó es resumeix en e1s següente d'lagrames.
' 100%
product es
igual
reaccj-ona¡c.ts
B5

90. tww/o I .::
reaccionants productes
, 100%
reaccionants prod-uctes
I Ge moli_ negativa
t: - :39
!J
mol-1)
K molt gran
Reacció prácticament
completa
.,,.-. I . .
. ,, I
:,'f'
A
d C- poc negativa
i> ^-.-. so-kJ mol-1)
K>1
Equili.orr favorable
aIs proouctes
:__:::::
.r:..i:..
.b
reaecionants
100yo
product e s
100%
reac cionant s
A
AC- molt positiva
(>
- t30tJ
mo¡-1)
K molt petita
]]ract].camenT no reaccl-ona
Obserra que en cada cas G en I'equi1.i-bri está en un mínim d.e ma-
nera que d G per una reacció parcial en una mescla en equilibri és
sempre negativa, inclús quan I Go (per una reaccló completa, sota
cond.icions estándard) és positiva.
En 1a secció seg[ient t'ensenyem com Ia variació de la constant
d. ,equilibri
a¡rb Ia temperatura es relaciona a.:nb 1a variació d.'e¿-
talpia estánd.ard. d.e reacc16,
e
A G- poc positiva
(< -
+30 kJ mo,lll,
,
:...,. ,(<1 - '.
;
Equilibri favorable
a1s reaccionants
B6

91. t^
J) é.relaci6 entre
c
AH
Per ded.uir aqlresta relació necessi-tes només combinar d.ues equacj,ons
que ja conéÍxes.
AG"=AH"-TAse
iAG" = -RT 1nK
Combinant aquestes dues equacions resulta
-RtlnK =
^H"-tASe¡':9 ¡oO
o h rr
= -a* +
¿r'r
fLRTR
Ali" i ASe varien molt poc amb la temperatura per 1o qual pod.en con-
siderar-se com a constants per un interval limitat de temperatura.
la representació d e }n K enfront Uf seria wra línia recta perqué
-r.at
l'equació és de Ia forrna
K
Y=roX*c
nue
a on el peni,en¡ In = - "+
i 1e-'intersecció amb }'elx, c =
¿s"
R
Per tant podem utilitzar urL conjunt de mesures d.e les constants
d-'equi-1ibri a diferents temperatures per d.ues sortides molt im-
port arrt s .
1. Pod.em calcular el valor de óU? aquest métode s'aplica sovlnt
quan no es pot obtenir per calorimetri-a.
2. Pod.em obtenir el valor d.e K per altres temperatures diferents
d.e Ies que s'han mesurat.
Il. lustrem
ijxerc]-cr- ó'¿
aquestes d-ues aplicaeions en e1s exercicls
Uti-lit za La inf ormació d e Ia taula que
per 1a reacció:
Nroo(s) + znor(s)
responent les qüestions que segueixen.
I
T/K
1rn-,
Ít
t\
f / d Llll
D
/ L- I
IOg l/!--l
Ll Lllrr
pi:
EEñ
JJU2.86 x 10-3
a r¡o
10.
5e- -,
4002.50 x 10-34.79 x 10\'+1.68
4502.22 x 1O-33.47 x lOz+2.54
5002.00 x 10-3 1 .70 x .103
ta 1a
segue:
olr óa ¡aGá
nt s.
'_p-
nf \
(a) Representa gráfica¡nent fog
h(a
1'eix y) enfront
d.e VY
( a I'eix x) .
B7

92. (b) Mesura^el pendent de la gráfica per tal d.e calcu-
lar dli" per aquesta reacció Pots considerar
que
^He
és constarrt en tot aquest interval d.e tem
peratura.
(c) Quin és eI valor alof;- per aquesta reacció a,
p
( r) 37, K, ( ii) 4ti K, ( iii) 5>o t<z
Quina suposició has d-e fer per a d.eterminar log K
a55OK?
P
(d) Utilitza La gráfica per a d.eterminar l'ef ecte d'r::r
augment d,e temperatura sobre 1a posició d.'equi-}i-
bri per aquesta reacció.
(Respostes a 1a pág:rr:a L26 )
Exercici 83 Utilit za La inf ormació d.e 1a taula d.e sota per Ia
reacció:
m, (s) + :H, ( s) É
zl{u, ( s)
i respon 1es qüestions que seguei.xen.
*,*-'
K /atm-z ,
n
- t'
1os lK /alm -)
..t,
?¿. q 10 1 x 103
':
JU J *,r:{l;i¡'
500 2.O
A AC
- I . TJ
i
"-,i
7AO ^
ha
l.tJ
(a) Calcu]-a ¿1He per' Ia reacció.
(b) Utilitza La gráfica per a d.eterminar 1'efecte d'u.n
augment de temperatura sobre la posició d.'equilibri
per aquesta reacció.
(c) (i) Qub has observat respecte als pendents d.e 1es
gráfiques d.'aquest exercici i de 1'ar:terior?.
(ii) Qub indieará si eI pendent és posi-tiu o nega
tiu?.
(Respostes a La página 127 )
No sempres és necessari representar gráficament 1og K enfront
l/f per tat de trobar K a alguna altra tenperatura. Pots d.eduir una
expressió q.ue et permeti calcular K directament.
l
:
I
:l
BB

93. Llavors
i
SiSui K, = constant d'equillbri a La temperatura g,
KZ = constant d.'equilibri a la temperatura T,
..r* rr AHe,
^s"
l
.i.1
Á
=
--
'-1
RT_ R
I
,t r¡9
lnK =-Ali"rE--- ") Dm
R,r.
2
restant 1es oues equacions
l --9 r --9
-ati
:
AtI
*oz ,nK1 =-R%+
q
n --ü
ó lnr9l= a**r* -* I
i!1 rL
'1
tZ
si utilitzes logariimes en base 10, result a L' expressió
I --e
ro¡r éa ={H== é-ll4"b
'nt'
- 2'30 R'T1 fr'
Utilitza L'expressió ded.uid.a abans per resoJ-dre els exercicj-s següents.
aixf , si quatre de les quantitats lHe, K1, KZ, T:- , t2 són conegudes,
pot cal cular-se Ia quinta.
A 1065
oa,
K- = 0.0118 atm per la reacció:-p
2HrS(g) ¿-zur(s) + sr(s);¿i{e=177.3kJmol-1
Ü
h-
Calcula Ia constant d.'equilibri per la reacció V--\
a LZOQ
oC.
(Besposta a La página I2B)
El valor d.e K- per una certa reacció 6s 2.44 atw
a 1000 K i t.1+- ata a 12oO K. Calcu]-a,dHe per
aqu.esta reacció.
(Resposta;; a La página 128)
tra taula que segueix d.óna inf or"mació d els valors
a d.lferents temperatures de J-a constant d.'equ1Ii
bri per Ia reacqló:
Nr(s)+or(s)+2No(g)
tanbé d.óna les pressions parcials de N0 en equilibri d.e
d.ues mescles d.iferents d.e ni.trogen i oxigen a ur:'a tempe
ratura d.onad.a.
Exercici 8+
.b:jxercl-c1 ó5
Exerci-ei 86
89

94. Temperatur¿
/K
104K
p
N0,/atm x'102
Pn,
'=- 0.-g atm t
:
l!
-
0.2 atm
u2 '.
?,,:l= 0.8 atm
t.
_
P¡-i= 0.05 atm
a.
1 800
2000
22AO
2400
2600
1 .21
'
4 .08
11.00
25 .10'
:
50. 30
c.22
t.
c.40
a .67
1 .00
(a) Escriu r-¡r:.a exBressió ae 1a constant
K-, per Ia reaceid d.onad.a.
pt
(b) Ut1litza 1'expressid que has escrit
e1 per quB els valors de Ia quarta
més petits que eIs d.e 1a tercera.
(c) Quines cond.icions d.e pressió i temperatura hau
rien d.'utilitzar-se per obtenir ur. najor rend,f
ment d.e N0?. Justifica la resposta.
(d) Es Lrna reacció exotbrmica o end,otbrmi-ca?. Jus-
tlfica Ia resposta.
(R.espost a a La página L29
)
d. 'equilibri-
per explicar
columna són
Exercici- 87
i?*::13r1Í"uá.partir
de 1es d.ad.es donad.es e:r
(Respost a a La pb.gina 129
)
90

95. R.ESPOSTES
(les respostes a les qüestions d.els fulls d'examen ham estat fetes
per ILPAC i no per eIs Tribunals Examinadors).
Exercici l
1. B 4. C 7. G, H o K 10. G o E
2. A 5. J B. K 11. I
3. D 6. E, tr', I o L 9. I
Exercici 2
Het erogenis
Homogenis
A, B, C, D, G,
ErFrril
HrJiK
Exereici 3
Ta¡a]-a 2
Slst ema.b,'quac1-O
PropJ-etats macroscü-
piques constants (ex)
A err(1) p nrr(s) volum de Br(1)
Bassa d.e Br(g)
co'l or d.el gas
B i{20(r-) t' HrO(s)
massa d.e ge1 sóti¿
volum d'aigua
volqm de geI sbtia
C c,zrzzorr(s) * aq é ctzEzzorr(áe)
massa de sLrcre sbti¿
concen. d.e Ia solució
volum de 1a solueió
D rr(s) * rr(s)
massa cristalls f-2
color del fZ(S)
tvie¡ec !!l Ie( s)
E nr(s) +rr(s) +2H1(s)
concentració d.e HI
massa d.e lc
1
mo.]-s d.e H2
F
cH?corH(t) + c2Hq0H(1) É
cHico;c2H5(1) I
r{20(1)
massa d.'etar:.o1
mols d.'aísua
volum o-e fase Iíquio.a
LT
3Fe(s) + 4uro(g) * Feron(s) + 4rzk.)massa. d,e ,"r90_
pressió parcial d.e Ii2
Pressió parcíaI HtO
H cu(s) +cu2+(aq¡ + 2e-
massa de coure
mols ¿g gu2*(aq)
color de la solució
I
NH{aq) +HD0(1) *NHi(aq) *oH-(aq
r.iul(s) * aQ * wHr(ao.)
concentració 0H-(aq)
mols de Nlif ( aq
)
pressió pa$iiái tlRr_
J rr(ae) + r
r(cc13cH3)
e onc entració
massa d.e 12
onlnz. do lEq
Tr(aql
-
en-CC l
lU
H3
qra lrl^T^?ac
K caco3(s) + cr2*(aq) + col-(ae)
massa'de CaC0r sbli
concentració de CaZ
mols d.e C04-( ao )
L cu2*(aq) + 4NH3(aq) C cu(lrH3)
+'tyl
concentraeíó d.e Cu2*
color de Ia solr¡.ció
mols d e cu(Ntt1)
.*(oq
)

96. Exercici_4 , .
tj-nu¡ment a l,aire per d.i_fu
Gt A. EI vapor d'e bro r
';:::ili::?^":i
c.iA i ol llnrri.rl ll eYaporaría per ocupar e1 seu 11oc' No
v+v t
*-a-
r
-i
J
^.1 ^
antc oc ?ot1 fa nñn-
pot O""";_;r";,,rrLlibri
si u:: d.e1s coaponents es retira con-
¡l¡1p¡met1t,
D. E1s vapor d.e irtrlrt
s'escarÍen continuament a 1'aire per d'ifu
.f.,)'l-j.d.sublimariaperocupare}Seul}oc.No
sLo ]. eI Lode
irr "' -
pot n";;":;;".;,rr
i.Libri si un o més dels components es reno-
va continuamen['
E.Totstresgasol'l}lJd-lfond.rienaL,aíre.llursconcentracions
no
="rr"I
:;;;Lrr.rr[s' i
per tant e1s gasos no estarien en
equilibri' .r 'tl/'r.i A¡ncror¡
='
ntinuament a
G. rr vapo" á'aig"'l
-L^1l'hid'rogen s'eseaparien co'
r,rt*olr.;"';:;
,rj-fusi6. No pot haver-hi equllibri- si un o
més
"";;;;;";;
"1r
r€rloYa continuament'
Besposta seneral' ]:::,,'::=":l:,;t:§Til"ilffiT::t;r;;=:70'Lr''
i1"T::':r"3r":Til:;;,-"o
é= tancat ' l1:
*:1=-1-:-t^*::I:,
X":::-
ponent ¿i"*i,,o],in,,
continuament mentre 3É¡ renova continuament
L,equ'1io:l';;'"i",u,'rté
si els mols d-els components eanvien; i
més si un componen|;
tlesapareix! Tanmateix, si Ia proporció q.Lle
s,escapa'é:";:;;=,,,,,,
Lta¡ 1'equilibri pot ma.¡:tenir-se efeetiva-
ment bastant d.e ttltrtfllj
a efectes práctics; per exemple, en e} d.e
curs «i'uu. exPerimr¡¡¡li' .
(b) En eI
=i='t:;:ti':'
"
11 ''rrgo^ s'evaporar,.e rleugsrement i e1s mols
d.esótiaaug:lent¿¡1..|,tlflrPefta:rt,estrictamentparla:rt,L,equi-
libri no
""*;;;;'nir:a
en u:r tub obert' Tanmateix' el canvi se
ria indetl]*Iffil't,¡'
cI decurs d""t? observació aLxí que a efec
tesprácticspod.efflt:onsid.eraraquestsistemacomenequj-libri
inclús qua::- és obor't;'
Exercici 5
A. (i) Posa una mic¿:' 'l'r
bom líquid en urr recipient
pa'1 f^Ittiá;
'
't
t emperatura ambient '
(ir) o*ptr-u-I"""L Dloat
per a gasos amb brom 8ásr
,-
lreoa r'
a/r< il e ñr^, ¿fred-a'} fins que
Posa aigua en r/o vas de preeipitats t
":
es formi gel;
lif"too*"'iiogo"u 1a temperatura a 0
oC'
posa un bloc ,l,n g"t
"".'o "á=
d'e precipitats i escalfa'I
fins que eL ga¡' comenci a fond.re.ís; llavors marrtingues La
temperat ura a o
oC'
Ad¿iciona suc:'^r'
a' 1'aigua d'esti1'lad'a en un erlenmeier i
remena fins u',lrr"ord-re'1.
Quan no es d'issolgui nés' af9
geix *t *r"o
'i'dt
üe cristalls'i tapa 1'er1er:¡seier'
Prepara una so'1,;cL6
saturada d'e sucre; .eixa-la en ulx rg
cipient ob"tt"o
i"ti:1i.la solució fins a aparéixer cris
talls de sucr(,
per precipitaci6' Tapa el reciplent'
per gasosr ta"
tapa'l i re-
B. (i)
/, '\
(aa/
c. (r)
( ii)
daorloi w -u vó6v ¡¿-
o2

97. D. (i) Agafa una mica d.e iod.e sbtia. Escalfa'1 en una cullereta d.e
combustió. Pasa'l amb compte a un recipient per a gasos i
tapa'1.
(if) Escalfa una mica de iode en un recipient tapat amb un tap
d.otat d.'un tub d.'escapament. Passa eI vapor a un recipient
d.e gasos, tapa'1 i d.eÍxa'1 a Ia temperatura ambient.
. (i) Mescla junts Llna mica d.'ácid. etanoic i etanol en un reci-
plent tapat.
(ii) Mescla junts t¡¡ra mica d'etanoat d'etil i aigua en un reci
pient tapat.
(i)'Poca"vaÉor d'a1gua en un recipient d.e ferro.
(ii) Posa hidrogen en un recipient d.e ferro q.ue contingui una
mica d.e Fe.0r.
J+
(i) Col.loca una Iámina de coure en un recipient amb ácj-d sul-
fúric d.iluit. Construeix una cel-,la electrolítica amb urla
lámina de coure e6m ánod.e i una pega d.e metall inert o car
bó com a cátod.e. Deixa passa el corrent a través d-e 1a
"uL
1a fins que eI coure es d.lssolgui i d.ongui ions Cu2*(aq).-
(ii) Posa dos metalls o electrod.es d.e carbó en urra solució de
sulfat d,e coure (fI), i d.eixa passar eI coryent fins q.ue
e1 coure es d.eposÍti sobre eI cátod.e, d.onant una lámlna d.e
^^tlFó
vv41 9a
I (i) Fes bombollejar amoníac gas en aigua.
iltl
Mescla una sa1 ambnica amb una solueió aquosa d.'álcal-i.
J. (i) Posa d.ins d"'i-tna proveta una solució de iode en }rlrl-tri-
cloroetá i a continuació un volum similar d''aigua.
(ii) Posa d.ins d'una proveta una solució aquosa d,e iod.e i a con
tinuació un volum similar d'ai-gua.
K. (i) Agita carboaat d.e calci amb una solució de clorur de sod.i.
(ii) Barreja jwrtes solucions d.e clorur de calcj- i carbonat d.e
sodi.
,o (i) Posa una mica de solució d.e sulfat de coure (II) en Lln er
lenmeier. Afegeix-hj- u-na solució concentrada d.'amonfae,
agite'L, fins que es formi rrn precipi-tat blau clar el qual.
eS dissol per d.onar finalment una solució blau fosc.
(ii) Dissol sulfat d.e tetramir.coure (II) amb aigua.
Exercici 6
Una d.e 1es varies d.efinicj-ons acceptad.es del principi de le Chate-
lier és la que segueix.
nsi rrn sistema en equilibri es sotuet a un canvi que di-storsiona
1'equilibri, É1 sistema respon d.e maÍrera tal que tendeix a contra
rrestrar 1'efecte d.e} ca¡lvirr.
93

98. Experiment l-. Sbried.eresultat s
Taula d.e resultats 1
Canvi 0bservació Causa Deducció
r lr-l
tJ"'
'J
augm.ent Color rnolt fosc
Augmenta la con
c entració d.e
tr'eSCN2*
tr'equilibriJs
d esplaga cap a
la dreta
[scll-]
augment Color molt fosc
Augmenta la con
c entrac ió d.e
/¿
FeSCN - '
l'equilibri
des¡laga cap
Ia dreta
oa
2
r 1L-1
lFe:' ld.isminució
LJ
Color clar
Disminueix la
concentració d-e
¡'eScN
2*
-a! equl-Il_ brl_ e s
d.esplaga cap a
1'esquerra
Experiment 1. Qüesti-ons
1. la posició d.'equilibri es desplagaria cap a 1'esquerra.
2. (a) E1 sistema respond,ria a1 canvi imposat (r.m
?|sment
de
[Fe3+]
convertint una mi-ca de ¡e3* i SCN- en tr,eSCN24.
L
(b) El sistema respon&ia aI canvi imposat (un ar¡grnent ae[ScNJ-)
convertint una mica d.e Fe3* i SCN- en treSCN2l.
(e) El sjstema respond.ria al canvi i-mnoq?t (una-disminució de
[le3+¡ ) converrint urra miea d.e ¡esóu2+ .;;;3i i scN-.
Exereici-
tra posició d.'equillbri vé d.efinid.a per les coneentracions d.e1 llquid
i d-el gas presenis. Afegint més líquid. augmenta 1a massa d.e1 brom
peró no 1a seva concentraeió. Per tant 1'équili-¡ri ñ-E ¿:-stors:.o-
na i l-a concentració d.e brom gas roman inalterad.a.
Molt compte a1 afl}Ícar e1 principi d.e le Chatelier sense pensar amb
les colx.centracj-ons. ün fals raona¡nent pot portar a respond.re que el
sistema reaecionaria al canvi imposat eonvertlnt una mica de1 brom
Ifquid. afegit amb gas. EJ. canvj. imposat ha d.'afectar directament a
tllL o més components en 1es seves eoncentracionÁr p€r tant no hi ha
resposta per part d.el sistema.
Eneara que els mols d,e cure
(o d.ensitat en aquest cas)
en 1a posició d.'equilibri.
Exercici
a-.
-
sólid. canvies, Ia
no ca¡evia. Per tant
seva concentració
no hi haurá canvi
94

99. Exercici 9
Aj-gua calenta. La mescla es torna d.e color fosc. Aixb i-mplica un
augment d.e Ia concentració d.e NOer la qual és d'un color marró/
vermell fosc (el NrO, té un coloí pátia). EI eanvi imposat és una
transferéncia d.'enEr§ía d.e 1'entorn cap a La mescla, que fa aug-
mentar La temperatura deI sistema. E1 sj-stema respon absorbint
part d.'aquesta energia en una reacció end.otbrmica, és a d.ir, con-
vertint NrOO a NOr.
Aigua fred.a. La mescla es torna d.e color pária, 1o quar inplica
una dismÍnució d.e Ia concentració de NOr. E1 canvi imposat és una
pbrd.ua d.'energia cap a 1'entorr: que fa áisminuir r'energia d.eI sie
tema. EI sistema respon subminisirant energia per med.j- d.'ul:a reac-
ció exotbrmica Áo a ,ri¡ convertint N0, en NrOO.
Exerciei 10
(a) l'equilibri es d.esplaga cap a
-a(b) l'equilibri es d.esplaga cap a
-t(c) l'equilibri es d.esplaga cap a"
la dreta - d.onant n6s prod.uctes.
1a d.reta - d.onant ués prod.uctes.
1'esquerra - d.onant més reaccio-
nant s.
(d) I,'equilibri es d-esplaga cap:::a la d.reta - d.onant més productes.
(") No varia, perqué un d.esplaQament en qualsevol direcció no pot
absorbir energia per red.uir la temperatura.
Exercici 11
(a) (i) Una temperatura alta favoreix a 1es substlncies reaccio-
nants en u.¡ta reacció exotbrmica.
(ii) Una temperatura alta favoreix als produetes en u.na reac-
ci-ó end-otbrmica.
(b) (i) Una temperatura baixa favoreix a3.s prod.uctes en una reac-
ció exotbrmica.
(ii) Una temperatura baixa favoreix a les substlncies reaccio-
na.::ts en u:ra reacci ó end.otérmi-ca.
Exercici 12
(") l'equi-libri- es desplaga eap a La d.reta perqué aixÍ produeix
menys molécules, tend.int per tant a reduir 1a pressió.
(b) Igual q.ue (a) .
(c) No canvia. Com que hi ha e1 mateix nombre d.e molbcules a1s dos
costats d,e 1'equació, no es produeix cap d.esplagament per re-
d.uir Ia pressió.
Exercici 13
(a) No canvia. Com que hi ba eI mateix nombre de molécuIes Éasoses
a cad-a costat d.e l'equacló, no es produeix eap d.esplagament
per airgmentar la pressió.
segueix

100. Exercrci 13( c ont i.nuació
)
(b) Igual que (a)
(") l'equilibri es d.espiagará a la d.reta perqub així es produeixen
més molécules de gas que tendej-xen a augmentar la pressj-ó d"e
nou. Fixa't que la pressió no augmenta 1o suficient com per re
cuperar el valor de la pressió original. Aquí el punt importañ
és q.ue el Prineipi d.e le Chatelj-er et permet predir la direcció
d.e1 rea just.
Exercici 14
(a) ... gasós',.,
(b) ... d.isminueix ...
(c) ... augmenta ...
(d) ... igual ...
Exercici 15
(a) Es fa servir tlrr catalitzad.or per augmentar la velocitat en as-
solir 1'equilibri; no té cap efecte sobre 1a posició d"'equili--
bri. Baixa temperatura i pressió alta d.esplagarar. 1'equilibrr
cap a La d.reta.
(b) La
(c) No
utla
xa
mateixa resposta que (a)
es fa servir catalitzad.or perqub s'arriba a 1'equilibri amb
velocitat satisfac'bória sense ea.p. Alta temperatura i bai-
pressió d.esplagan 1'equilibri cap a La d.reta.
xercici 16
(a) A balxa temperaiura, L' equilibri no s'assoleix amb sufleient
rapid.esa per uu.a conversió rentable.
(b) És molt car mantenir el procés a alta pressió. En aquest cas
irna d-isminució d.el rend.iment no eqrival a uria despesa extra:.
També, La pressió alta tend.eix a liquar a1 d.ibxid. de sofre.
(c) E1 rnanteniment a baixa pressió també és car, i d.isminueíx L'ac
tivitat d.els materials.
Exercici 17
(a) (i) K"
(ii) K
110té unitats
--1 - 1
mol dmJ
segueix
F,
( *)]
Lrs,
r *t]
:--TBrc[
96

101. Exerciei l_7 ( c ontinuac ió )
( iii)r. Ito'*( *q f [*n, r ro ll
4
Lt a^
mo1 'dm-r¿
( iv)
f )L
--l
[cu(NHr)]'(aof
[*rr(s)],
-t?
moJ- dm-
V
at
K=
c
[*or*l l'tp,
r *l]
Po(*)][r,
r s)]
10
(v)
(vi)
7
-21
mo1 d.In
[rrr,*)l
n
no té unitats
,
[c]r3cozc z*s(rl-][urotrl]- - (vi-i) K" = no té unitats
(b) En les equacion (i), (vi) i (vii) aparbixen i_guaI nombre d.e
mols a cada costat de r'equació. Aicó vo1 dir que hi ha eI
mateix nombre de termes d.e concentraeió adalt i abaix d.e 1'ex
pressió de Ia constant d'equilibri, per tant res unltats d.e
concentració se simplifiquen.
:¡uor(s)l
/- L
-/ "c
F'ou
(s1t/z
^
tno,
(s)l'
=
liv^o J g)-l
U.+ r
2 [lro,
( *[
,
--,
"c
[rrrroo
( s)l
- oc
(0.490 mo1 am-3 )l/z
K,
c
(b) Elevant aL quadrat K d.óna
u
,'. a 100
o.,
tr
-é =
) Vt
^C
=l
^C
=
lf3
={ 0.700 molzom-Z
i a 200
o,
, K"= ,f?"-=
( 18 . 6 moI a*-\l/z
_ [nr
r gl][or
r s)]
[nor*ll'
Exereiei 18
[.otull [crr(s[ [cocr,
(e[
(ó r<i =
1
K
c
4.31 *ott/Z ¡*-3/Z
ez

102. K = H -
(o.o1o mor ¿m-3)2
-c
\N ^,O,1
0. O2l mol d.m--J
:
\¿+l
uJ
Exereicl 20
*af' c
| '¿)
lO-OiO mol a--1r2
I-
I lNol2 c
I*
-
L"'21
_
(o.o1o mol ¿m-312
-
|
^"
=
[N2o;i
=
ffi = I 4.76 * 10-r n o.-A;=fl
-
Exercici 2L
,d
ttcrils)] = T%1# = o.oo21 mor dm-3
[crrf s)l = lc]r(s) = ffi]
= 0.020 mo1 dm-3
... K_ =Lrtrr(elfc,r(*J = @ ffi---c
W
= aJEror dm-r:l ".
I
(b) (i) Quan K- és sran. 1es concent:'acions dels productes són
més g"fu: qI" rás de les substáncies reacci-onants.
(ir) Quan K és netita, les concentracions d.e1s productes
són mé3 petites que Ies concentracions de les substán-
cies reaccionarrts.
Exercici 22
,") ,/d - rr(s) + 2rir(s)
- -)
(b) K =gIJ-s)-J=-,= -/ '-c
Fi2(s)][rr(*)]
D
(c) iy1esc.'la i K"
=
-
0.02941 mo12 dm-6 I :l_=
6 =145.72
I
Mescla 2 K =--c
(0.01699 moL/L.Oo dryJ)x(
-
0.03165 qsf2 dm-6 lT-= =
l
+¡.v
l
(d) K" =
7.353 x 10-3 mo12 dm-6
1'6oU x 10-J mol'2 om-6 - *)o tL
(Obserwes Ia petita simplificaei-ó?. 2.00 d.m3 es simplifiquen,
d.onant 1a mateixa expressió q*e
_ I,apartat ( c ) . )
4.76 x 10-J mo1 am-
0.19 mo1 dm-3
(e)K
=.,.
rc.L,,gnot/v d;3)2
f__., I^c=@3@
1_rr.rrl
9B

103. Experiment 2 - Sbrie de resultats
Taula d.e Resultats 2
Tub número 1A 1B 2 3 4
lYló. D ¡ d,
Volum
Massa
Volum
.tYld,> Dd,
Vo].um
LIas sa
Massa
Massa
Massa
,
del- tub bru]-t/ g
d. 'l{C 1( aq ) af egit /
em3
d.el tub o.esprés d.'af egír/g
d. 'etaoat d.'etil- af eg:r't/ cm3
d.el tub d.esprés d'afegtr/g
d'aigua afegtt/ cm3
d.ei tub d.esprés d-'af egtr/g
d.'etanoat o'eiil afegtt/ g
d.e IiCl afegtt/g
d.'aigua af egr.6.a/ g
12.01
trn
17.03
1'
'^
5.4
't'7 ) A
Ll.)+
L2.57
5.0
L7 .77
5.o
)D )F.
4.51
5.20
L¿. LÓ
5.0
17 .35
4.0
I
zo. qql
I
1'0
I
2r. esl
3.64
|
5.L1
|
0.99
|
L2.73
5.0
L7.92
2.o
L9.78
3.0
22.78
r. ób
ñ 10
3.00
Taula de Resultats 3
Solució de 1 {¡}snmeier mescla en equil ibri
Solució de la bureta hidrbxid. d.e sod.i 0.974 mol d-m-3
Ind.iead.or fenolftaleina
tui>
'1 ..
numerat 1A 1B 2 3 4
trectura final de bureta ootr20.0541.3039.2011.22
lectura inicial de bureta 0.00ooñ 0.00 0.00 0.00
Valoraci-.ó /
"*3
9.9510.1041.3039.20 27 .25
seguelx
99

104. Experiment 2 - Sbrie de resultats (continuació)
Taula de Resultats 4
I{úmero del tub
0. 010
0. 041
0. 031
0. 031
0.051
0. 020
0.365
4.84
0.269
0. 238
0. 20
0.010
0.039
0.o29
0.o29
0.041
0.012
0.365
4. 81
0.322
0.293
a.24
0.010
0.027.
0. 017
0.017
0.021
0.004
o.36i
¡ Q¡
+. OJ
0.435
0.418
0.17
1. I/lols d. 'HC L/moL
2. Mols totals d.'áci-d. a L'e{mol
3. Mols d 'ácid. eta:roic a L'eou/moL
4. L[ols d'eta¡.ol a L' equi]ibr:'/moL
5 . Mols inicia1-s d.'etanoat d-'ettL/mol-
6, Mols d.'etanoat d/eti1 a 1'eq ./moL
7. l/lassa d.e HCl par/g
B . I[assa ¿ '¿i gua en e] il0 1( aq) / S
9 , Mols inicial-s d. 'aigu a/mol-
O. lilols d'aigua a 1'equil.ibri/mo1
1. Consta:rt d,'equi-1ibri, K..
Exeralci 23
Concn d'equilibrt/
-)mol- d.m r
N^0. + 2N0^
¿+1
x 1.85 x 1o-3
tr
10--/.'. r.o6 x -?mol. d.I0 '
0.323 mo1 d.m-
1. B5
1.06x 10:
* ro-J)
2
Exercici 24
Concñ d.'equilibr:,/
moI am-3
r s /o\. vz\ót
-?
2.33 x I0
J
ñ
10-4 mol Am-3 =
= 2.26 x 10-6
r.¡ [nr(s)] =
(4
'Bt
= 1.50 x
x 1O-3 nol dm-3
mol dm-
lnrt(e)l
2
-?x mol d.m -
x 10-
10-3
x 10-
2

105. i
;
¡
T
!
6
I
t
f
§
Í
§
I
t
t
f
g
I
I
I
I
I.
I
I
I
I
I
I
l¡
lr
lr
il
il
fl
il
rl
I
Exercici 25
(a)
lcr" ( s)
Concn equilibri
)
/ noL d,m-3 x
lc1, (s)
0.15
cr, ( s)
o. o9o
Substituint 1es
0.19 mol Am-3
=
conc entraci-ons d.onad.e s
0.1mo2.0 am30.090 mo12.A an3
(x mo2.0 dm
0.19 -
o'075.x o'ot5
-.-.o.075
x 0.045 x 2.o
Y/) /l
n/
-.v X
. __9JT5xO.O45 xZG.
^=_=O.03ij
. . mols d.e pcl_
=0.06mo
(b) massamols x massa molar
0.0355 mo1 x 208.5 t moI-1
=
Exercici 26
Mols d.e pentb en L'
Mols d'ácid etanoic
Mols 1ni ci,ai,.s/
mol
Mols d'equili-bri-/
mol
equilibri
= mols inicials _ mols reacci-onats
= (0.020 9.0 x l_0-3)mo1
= 0.011 mol
en 1'equillbri
= mols lnieials - mols reacclon
= (0.010 ?.0 x 10-3)mo1
= 1.0 x 10_
0.010 0.020 0
ci{3co2H + t5'ro é cu3co2czHrr
1.0 x 10-3 O.0II 9.0 x 1o-3
mo1
K- -
[cn:cozc*u.,ll
"
Enrror{[rr"ü
.O x 10-3 mo0.600
.?
clmJ_
( r. u x 10- j
moL/ O. 600 d.m3 ) x
491 dn3 *o1-1
( o. o:-:_mo0.600
101

106. Exercici 27
LloIs inic rals/
mo1
a .- .- - I
.lY]O1S d, equ1j-l-OTt/
mol
1.90
ur( s)
0.40
1. 90
r- T /o\. L2\ót
0.40
é 2nr(s)
3. oo
I{ols d.e H,., en 1'equilibri = mols inicials - mols reaccionats.
¿
l'equació raostra que 2 mols d"e HCr necessiten l mol d.e i{^ Der a
fnnm?r-<ó ¿ '
.'. Per prod-uir 3.00 mols de HI, mols d"e HZ reaccionats = l.50
Irio1s de H, en l'equilibri = }.!Omols 1.50 mols = 0.40 mols
¿
\-
Er cálcur per eI T2 és id-bntic. com que r'equació té igual nombre
d.e mol-s a cada memEre ¡ a-rr la rlei d-'equilibri, La relaci$ de con-
centracions pot substituir-se per 1a relació de moIs. (gr volum
es simprifica).
[n'r*[ ' ( 3. oo .oo1)
2
(o.40 moi-)(0.40 mo1)
Exerclci- 28
Iilols inicials de Cli3Co2I{ =
;6liJ% = 0.10 mol
Aoc
i,Iols inicials de czifSoii. =
l?ft,fuT
= o.r5 moI
iiiols en J-'equilibri de CII3COrrrr5 = mlj*j- = 0.079 mo1
rr'equació mostra que els mols d'aigua en 1'eouilibri són també
0.079 mols, i q.ue es formen a partir d.'igual nombre d.e mols d,e
CH3C02I{ o CrHr0H
Mols en 1'ecluilibri de c2H50H
: ü:i; ;:i"1"3]oir-lli :"3:;;iT:i
I{ols en }'equilibri d.e cH3c02H = o.10 nols o.o7g mols = 0,021
Mols inicials/ o.1o 0.15 o o
mols
moI
o1s d.,equi_.ri br,./
cH3c02I{ + czHi0H e cH3corrrr5 + H.za
1 0.021 0.071 o.o7g o.o7g
com que l'equació té igual nombre d.e mols a ead.a costat, en 1a
Llei t'equilib1i. p$em substituj.r les concnetracions pels rooLs.
K =@-
(o.or9r2
-l--
^.io" =[@=ó]ffi;¡mTr =l+.rl
lo2
V
[a

107. Exercici 29
Mols inicials/
mol 3.0 3.0 0 0
co(s) + Hzo(s) + cor(s) + rsr(s)
l\1o1s en equilibri/
moI 3.0-x 3.0-x x x
rr _ [torr1)]=["rr*x
A
^i
(x mo]) (x mol) _ _ x2
-
¡-r _-
"c
Lcorsl]Ll+zolsI
r'vv -(¡.0-x)mo1 (3.0-x)mor (3.0-x)
2
Fent 1'arrel quad.rad.a aIs d.os membres,
L¡vv
3'o-x
,'. 6.0 - 2,OO x = x ó lx = 6.0
.'. ¡ = 2.0 i els mols d.'hid.rogen =
p.O nol
I
*="*t.t
"
L[ors d'e PC]-- = -
-=1.991-g-
:
=
ZoB'JG
'oif=tl
= o'o1oo mol
Mols :-n..c:eJs/
mo1
0.0100 0 0
.,rclu(s) e rcr.,(s) +crr(s)
Mois en equil:-ar.,/
) r
mo1 0.0100-x x x
lrcr.f a)l lcrrtsf
_
L
-1
-lL
"c [rcr-
( s)l
L)l
, X 1. , X
-ir Xz
-1,_,._1: -:, a_ _ _
(o;tóT *ot=lTl')tó.to¡- *o'o*-'l
= _
(iffif *or dm-3)
o. ooSoo-o.5oox
g.5 x10-4-0.095 x=x2 ó ¡é x2 + 0.095x:(9.5x10-4) =o
Resuliant:
.'. x = 0.0091 6 x = - 0.1041 (resultat absurd
l-rn-, I -ll -
(o. o1oo - o. oo91) no}
-L-"*5\.f - 0.500 dm,
:
.
.
;:
:t:,
:
t,,
ii
:i
i¡
II
¡l
u
*
¡i
ti
fl'
!
it
§i
{É
§
fl.
ri
tI
t¡
l!
I
l,
li
I
I
h
tÉ
ti
th
t§
tú
IT
t§
I*
IE
tÉ
.E
IÉ
tÉ
IF
II
IE
ff
IF
t§
Ír
ti
!¡
!r
It
It
IT
tÍ
¡t
il
li
il
II
il
lt
!¡
II
il
I{
It
t!
II
il
103
l- -r
, o. oo91 mol
[3rr(e)j
= icrr(s) = fffi3
=0.0182 mo]. d.m-

108. Exercici 31
Mols inic:,al-s/
mo1
l,{ols d'equilibri/
mo1
2.oo 0
+ rr(s) * 2Hr(s)
2.00-x 2x
c
/ c-\'

a^./
49'o =1@¡
cad.a- costat resulta, 7.00
9.oox = 14,0
1v-
L
^ -
2.oo
H, (s)
2.00-x
[*, r *i] '
tr'ent
14.0
I
1'arrel quad.rad.a a
- 7.00x - 2x
mols de lil = 2x mol
Mols
l,[o ]s
mol
TT
c
^Ii_
0H( 1
./\
2x
2.00-x
1.56
1.08-
Ir5 (1,
b rr>ro zc z
x
l":20 ( lx
0.729 -,ry
l.
: V3f.0 = 13.16
absurd.)
mols
5.47-13,16x*7.5x2=x2
6.5*2-13.16x+j.47=o
* _ 13.16 1
2 x 6.5
13x-13.16i ffi=13.16
.'. x = 0.584 o x = L.44 (resultat
.'. mols ¿§.: proFanoat d.,etil : 0.584
¿
5.57
i massa de propa^:eoat d'etil = 0.584 mols x 102.1 g mo1-1
=l ,r*=
I
3.12 mol
mols de I{, = mols d.e lZ = (2.00 x) =
Mols lniclals d'etanol
=
46.a sñT{ = 1,08 mol
50.0 s
74ffi;rr = o'675 mol
inieials d'áeid.propanolc
=
ínLcials/
1.08 0 .675mO'l
-L.v(J U.Ol) O 0
c,H.0I{(1) + c
zt,co2I{(1) r- c2}r5c o2c
2H5G)
+ H20(1)
MoIs equilibri/
4 )
O.675-x
x-
104
Exercici 32

109. -
Exercrci 33
Pn
^x
P;
(a) K = #2- atm} (c) K = 'ao ,**P
pN'r.
\u/
^P
=
n4 "o*
2J
D_-
(b) K- =
-
-le3-
atn-r
(d) I{
P1¡
pior* po,
:": :'
=
"o'
atm
(e) *, = ,*rr* ,nra aim2
Fixa't q.ue ra pressió parcial d.'un sbti¿ es treu per ser constant
(igual que les coneentracions) i per tant no ha d.e figurar en 1a
constant d'equili_bri.
Exercici 34
^/
w
-
P§o?-
-
(+.5 ut^\Z---p=E
=
'S02'- '02
Exercici 35
(a) Mols de r{, =
ffir-
= 6.40 mol
Illols de NH- = -#-:_'
g
=
,
J 17'O g mo1-f- = 1'48 mol-
l¡Iols d.e N^ =
-,- 59'6 g
'- "2
m;A:T
= 2'L3 mol
Mols iotals = (6.4O + l-.48 + 2..:-3) mo1 = 10.0 nol
^*r=##=ffiiio.u4ol
r=ffii=il:D-4s-T
2 .13 rno:l
\2=ffi=lo'zl3| .
(b) Pressió parcial
= fracció molar x pressió total
PH^ = 0. 640 x 10.0 atm = l6;E--tAu2
,*rr= 0.148 x 10.0 atm = E;E-Eil
,0, 0.213 x 10.0 atm = lzE@
3.01 x 104 atm-
3.92 x 10-3 atm'Z
(c) K
=
p
2
PNH.
'-,
-q
( 1.48 atm)
2
2.13 atm x (6.40 atm)¿
105

110. Exereici 36
Mols total d.e gas
Pressió parcial
=
0.33 nol
-_JoPcl,,
1.6T mol
Prcr, =
'ar,
=
Exercici. 37
Mols total de gas
Pressió parcial
=
0.224
'.0,
= -ó-JEE- *
,*r,
o.L42
=:x
U. JOO
2
PNH^ * Pco^
<,)
Exercici 38
Mols d.e S0^ en L'
J
Mols inicials/
mol
Mols d.'equillbri/
mo1
Pr.,.., X
P.,
-.,
=
'--3 ",
-
(4.0r alm) ( ¿. or ,t*)
P Pr:.,-., 1.98 atm
¿ vIr
)
= (0.33
fraeció
x 10.0
0.67 mol
1.67 mo].
= (o.zz4
fracció
1.83 atm
1.83 atm
equilibri
=
2.0
eso, ( s)
1.60
(1.60 +
0.13 atm-l
+ O.A+2) mol
=
molar x pressió
1
-l
, q*m
0.366 mol
total
+ 0.6'? + A.67) mol = 1.67 mo1
molar x pressió total
atm = 1.98 atm
x 10.0 atm = 4.01 atm
8.12 atm
MoJ-s totals d.e gás
=
'.0"
=xso.Pr =*#*Pr
33
nror=xsorPt=I#*Pt
^¿
PSO,
v _
-)-
"-c-t'
Pior* Po2
Pt=0'13x0.084
0.710 atm
= (0.710 atr,)z x l-.1-2 atm
=0.565 atm
)^
2.00mo1"ñ=0.40moI
2.O 0
+ or(s) + zsor(s)
1.80 0.40
1.BO + 0.40) mo1 = 3.80 moI
nor=*or'r=I#*Pt
(o
. +o/ 3. ao)
2pf
(1Áo/
3 .Bo)Zp? (L.ao/ 3. 80 ) p.
0
'
084
4(1Áo/ 3 . ao)Zrf,Q. 80/ 3. 80
) Pt
l.O2 atm
o. 0111
p
r05

111. Exercici 39
Mols j-nicialsr/
mo1
Mols d.'equilibrl/
mo1
2
zsor(s) +
4/3
sas=4/3+z/l
= fracció molar
9 atm =
g/+
atm
9 atm = 9/2 atm
9 atm =
g/+ atm
2288 mmHgl1
1
or(s) +
c /t
r c/t
.
-/J
x pressió
0
eso, ( s)
z/z
B/t
total
Mols totals de
Pressió partia
( 2/\
¡
-w
"or=@*( t /zl
ñ
-
-J-,,J-/-3'1-
"or=w*(2/3)
no, =6¡*
'2
v _
Pso3_
_
(Z/+)z.atnz
"p -
^2
(9/2)2 atm? x 9/4 atm
osor^ Po,
t/g atm-1
Exercici 40
Mors d.e i'I-,O, eB 1'equilibri = Bols inicials - mols reaccionats
¿ +
= (1¡OO - A.66) mol = 0,34 mo1
lnols de N0, rormat=
=3
x ü:}; *lr*rlo l:il';:ffi*=
I\{o1s inic r,ú.s/
mol 1.00 0
Nron(e) + zrrror(s)
MoIs a'equili-br:/ '
+
mol- 0.34 L.32
I[ds totals de gas = (0.34 + 1.32) mo1 = 1.66 mo1
Pressi-ó parclal = fracció molar x pressió total
tl =
%*
x 9B'3 kPa = 2o'1 kPa
"-N204 L.66 t
,*0, = i#i
x 98.3 kPa =
't8.2 kPa
= lru
*".l
= 1.00 atm
K
p
Com
K
p
-2
=
Pño^
_
(78.2 uya)Z
,*roo 20.1 kPa
que 101 kPa = 760 mnttg
= 304 kPa - ff*#
K =304kpax
B
3.01 atm
1.00 atm
101 kPa
_107

112. Exercíci- 4L
2
(a) euor(s) + 2l.io(s) + o^(s)
Mols d.'equilibri
L ¿
/mol a.96 0. o4o 0.020
l/loIs totals de gas = (0.96 + 0.04 + 0.020) moI = LOz mo1
p--^ = 9+ x 0.20 atm = O.t9 atm-N02 1.02
0.040
D -
: x 0.20 atm = O.OOTB atm§
NO L.OZ
o.o2
P^ = ffi x 0.20 atm = 0,0039 atm
" 2 :'"'
,-
PNo * Po,
o.oo?82 atmz x o.oo3g atm
P-.
,*0,
2 2
-1gmol
=
Exercicl 42
(") M, = xcouco
ieom X^ t
u0
-
-'lJogmol =
36 = ZBX^ !
-
c0
+ xcorMco,
x^^ - 1,
uuz
(".0 x zB
44 - 44*co
(b) pco
P^^
uuz
K=
p
0.5 x 12 atm
0.5 x 12 atm
=!
t/
p
t
= xcoP
-
''
- oror,
'30 -
nao,
=6
=6
-
(5-atm)2
-
6 atm
(b) Massa molar mit jarrrz.
=
\Or\0,
+
(;# x 46.a
. .0.020
L l- a
' t
1.02
I mot-l¡ + (# .
-'l
5.L g roo]-
32.a g mol--l) = (+:.:
o
*aor=l-
-]
.
gmol*) +
y
-44-36 -
B
-h--?l'"C0 -
44 - 28 - L6 - Y" I
atm
atm
\o\o
+ xorMo,
30.0 I mot-11 +
+ 1.18 + 0.63)
X^
^
(1-Xro) x44 8moI-l
.6 x 10-6 atm
108
segueix

113. rcr:r
Exercici 42 (eontinuació
(xro
i 1-
P. \2
t
(c) Six=X,
,1
v
*ro,
)
0
x
"CO^x
P,
') +
LU
zx7=6 6x
2_
x +3x-l=O
(x . 2 atm)2
(1 x).2 atm
6atm=
2x2
1-x
K
p
¿
-3 :,/9 + 12
^- 2
^Aó -3.8 (resultat absurd)
Y
"ño
Exercici 43
(a) (r) l{- =
!
2
= '*o
p p.,xp^
"2
uZ
(iii) on =
L
p,,-
ñl-
2
,**,
(a1) K
Exercici 44
( a) K^ = [ur'*("qi [to?-("q)-]
mo12 dm-6
' ('?L. :l ,--l .1 2 _3 -9
(b) K" = Lcr- f
"q)j§
(aq)J - mol- dm
¿
( c ) K" = F**t.q)l
3
[rt?-t"q)]
mo14 d*-12
P"xP.
nz t2
(b) En cad,a cas 1'equi-libri es d.esplaga en Ia d.irecció correspo-
nent a un canvi endotérmic, perqub aquest absorbeix part d.e
l'energia introduid.a a1 augmentar la tenperatura.
(i) a L'l.esquerca (ii) a la dreta, (iii) a 1'esquerra.
(c ) (i) K^ d.isminueix (mes reaccionants)
(ii) K: augmenta (més productes)
(iii) rP dlsminueix (més reaccionants)
-tJ
(d) EI sistema en equilibri amb irn valor num
s'espera que tindrá la major variaei-ó d-e
ció de temperaturar per exemple eJ. siste
,üñt,
A
éric més alt d-e H"
K amb una varia-
n, ..
ma' ( r-r-
)
109

114. Exercici 45
(a) CdCO
Concn equilibri/
_{
MOIS dM
J
2L 9_
cd.-'(aq) + .o; (aq)
1.58 x 1O-7 1.58 x 10-7
15 x 1O-4- mol d,m-3x( 4. 30
18
"
to-rr;r-ffi1
cr( 0H)
,
( c"3*(aq) + 3og[aq)
"(s)J
r )L
-lf
)-
-'1
K_ =lcd-'
(aq)11co; ("q)l
s L ' -')-
t
= 1.58 x 1O-7 mo1 e.m-3 x 1.5E x
mo1 d.m r
=
12.50 x 10-mol
2L
+ ca-'(aq) + 2F (aq)
2.L5 xl-O-4 2 x2.L5 x
(b)
(c)
CaFr(s)
Concn o'equilibri-
/mols dm-3
f ct
.l
-
:1
K" =[ca-'(uqlLe f"nl
]
Conc equilibri
/--f
/moL dm-J
i- ?r ¡i
K = lcr-'(ao)l lo
S L
--]L
10-4
x 1O-4 m.oI
.
-1rom ))
-f
,im-J
J
t
, '-¡J
!l
H (aq)l
=
I
=
Experiment 3 - Sbrie d,e resultats
Iaula de Resultats 5
10
2.
I.39 x 1O-B I.39 x tO-Bx 3
x r0-Bmol dm-3x( 3xl-. 39x10-8mo1
.a
§ol.ucl-o er]-enmer-er
t.-
Hidróxid d,e calci? mol dn-3 25.0 cm3
Solució bureta
. r
-
, a- .
ACr-O Crornlorr_c0.100 no1 dm-3
j
l]ldr-cad.or tr'enolftaleina
Prova 1 2 3
A
+
lectures bureta
Final
Inicla].
11. 60
0.00
23.00
11. 60
1A AE,
)+.+)
23.00
46.00
34.50
Voium gastat/ .r3 11. 6011.40LL.4511.50
Valoració promig/
J
CM
Ll-.45
Experiment 3 - Cálcu1s
1. A es refereix a til(aq)
"AvA
iBa0H(aq)
-A'A
1
E=r
B.B
1
-0.100
mol dm-3 x L!.45
"*-3
Cp X 25.O cmj
110
B
_'t
segueix

115. I
Experiment 3 - Cálculs (Continuació)
I
.
- o _
0.1_00 mol- dm-3 x l_1. 4! cm3
^ ^.pñ
_?
I'' 'B= =0.0458moldm-r
lr.
burr(.q)] = lzlw-t.il = 0_.022! mor am-3
|
:.
::l"li]:.",
del c a(o').2 =Lr?r*(rnl = o.ozze mol am-3 (a L5
o.)
I :::--ri::""s
d e dad es d onen 1es soÍu¡ir-itats d e d,ues maneres d.i
l.vÁu¡aUJ.
I
,", 0.L56 s de ca(ou) en roo s de Hzo a zo
oc
f
I o L.56 e dm-3 ó l't6 -?
¡ffi ^ot
d-m-r = 0.0211 mo1 dm-3
(b) 1.53 x 10-3 mol- per 100 g de HzO = 0.0153 mo1 ¿m-3 a 25
oc.
tr'ixa't q.ue les sorubj-litats s'expressen referides al volum
g',-,s* *é" que aI volum d.e solució. Aíxb oeasiona una d.iferén
ciamo1tpetitaperso1ucio','ffid."=ta1scom1ader,rriarJ_l
xid' d"e calci. Iambé, fíxa't que 1'hid.rbxj-d d.e caici- a diferbn- I
cia d.e 1a majoria de 1es sals, éu menys soluble a al_tes tempe_
|
ratures.
' - r--
I
I
4' (a) K"
=lz:r::;-J"f'.::l'].'(0.0458 mor a*-3)2 = 4.Bo x 10-5 r
mor3 o.m-9 I
(b) K" = 0.021-1 mor dm-3 x (o.o4zz mol ¿m-3)2 = i-i; *--ro-¡
Imo13 dm-9
ó K = 0.0153 mol am-3 x (0.0306 mo1 dm-3¡2 = 1,43 x 1O-5
I\v'vJvv uu -t -
morl ¿rré
I
(Un altre llibre d.e dad,es-d.óna el producte de solubilitat a I
)c on
^om 5.5 x 10-6 mo13 dm-9. clarament aquest valor és
I
1) V V
dubtós).
I
Exercici 46 I
6- cus( s) + co2+1rq¡ + s2t(r.q)
I
Concn equilibri
I
/-mol.u*ri
1t- )- --r
x x I
K"
= lcu-'
( aql
Ls-
( rqU
I
6.3 x 10-36 r"1: d*-6 -(x mo, am-3¡ x (x mol a,o-3)
I
*2 = 6.3 x 10-36 ... x = 2.5 x ro-18
I
i. }a solubilitat
segueix
111
m;rik----

116. IuÑ"*-**.
tL2
Exercici 46( Continuació)
i la solubilitat
=
(b) Fe(oH)^(s)
.-,
uoncn o equilibri/
¿'
moI dm-3
Í 2L
-lf
-)
K= =
]Fe
* '
( aq.I
Lori
( .q. )-l
-
6. O x iC5 mo13 o.m-9 = x mol a*-3
4x3 =6.0 xto-15
-r s l,/r
x
= (1.5 x l_0
L))L/ r
- I.r
)L
é Fá'(aq) + 2olr-(aq)
XX
x (2x mol a*-3)2
tr
10-
)
- ^-6r.r x ru . mo1 Am-3
(c) Ag,Po, ( s)
Concn d.'equilibrt/
J +
)
mo]- dm--,
T ! -]lT ?_
--)
K_ = l¿g'(aq ) i-l
po7 (aq)l
s L" ''"1 I +
-'.1
L.25 x 10-20 mo14 d.m-I2 = (lx mo1
, n- 4 _--20
/ M ')^ t/\.l i!
= L.¿) j( rU X
?_
+ P0; (.q)
+
L
,
-1x(x mol dm -)
t /¡
x LO-¿¿)L/
'a
= 4.64
¿
3As'(aq)
?r¡
¡?
d.m-r)-
A¡
x10
i sol-ubi-litat
=
.
i
i.
!
:i
il
i
É
t
ü
T
r
f
I
I
I
I
t
l
¡
¡
I
I
Exercici 47
1a¡@=r1"q¡ s'augmenta, orecipita Nacl, per tal
Na'(aq) afegit.
(b) Si CI-(aq) augmentar precipita NaCl per tal. d.e
^
-E
^
-i
!
i1J- UEI t, .
d e red,uir la
reduir }a C1-(
Experiment *. 4 - Qüestions
1. Ha aparegut un precipitat incolor a cada tub.
2. Sí, aixb estava previst en 1'exercici 47.
3. Cad.a ió té una corjcentració de 5.42 mo1 d_m-3.
4. Part d.els ions sodi en solució reaccionen amb 1'excés d'ions
clorur per a formar un preóipitat d.e clorur de sodi.
5. Part d,e1s ions clorur en solució reaccionen amb 1'excés d.'ions
sodi per a formar un precipitat d.e clorur de sodi.
6. Per concentracions elevades, eIs ions de carga oposada reaccio
nen entre sí, tend.int a "aparellar-selr. Aixó f a qrr" la co.ra"rr]
tració efectiva d'j-ons"lriures" sigui molt més petita oue La
concentracj-ó obtingud.a a partir de la quantitat dissolta.
La llei d'equllibri pot només apliea"-=" emprant concentracion
si aquestes són 1es mateixes que les concentraelons efectives
dels ions !'.111ures", e1 qual és el cas de Ies solucions molt
segueix

117. I Experiment 4 - Qüestions (Continuació)
t
t_._
I drluid.es. (les concnetracions ef ectives es conbixen com 'racti-
I ,rrtats'r i, si poden ealcular-se e1s valors, poden utilit rur-Á.'
en Ia llei d'equi-Iibri, perb aixó és per a més enllá del Nive1l
-4.
Exercici- 4B
(
")
*""" * .:c,:a!/
,--a . -?
' O 0.10
mol o.m )
srso,(s) + s"2+irq¡ + so?-(aq)
Concn equilibri
+ +
/nol dm-3 x (0.10 + x)
I 2L -lf )- a
K^ =lsr-' (aq)lls0; (aq)l
s L _
-')L
+
^'J
4.0 x 10-7 mo12 d.m-6 = (" mot dm-3) (0.10 * x) mol dm-3
Consid.erant que 0.10 + x - 0.10
.', +.0 xIO-7=x(0.10)
x = 4.0 x 10-6
i La solubiritat =l +.0 x 10-6 mol ¿m-3 I
tt
(b) Concn j-nic tal/
mol d.m-3
0 0'20
al
irgFr(s) + twg.-(rq) + 2F-(aq)
Concn equilibri/
x (2x * 0.20)mo1 d.m-3
f >t tf
-
1)
K= = LMs-
'
(
"qI Le
("q )l
-
7.2 x to-9 mo¡.3 om-9 = (x mor am-3 ) (z* + 0. 2o)2 *oLZ d*-6
Consid.erant que (2x * 0.20) - 0.20
'l .2 x 10-9 = x(O. Zü2
.'.x=1.Bx1O-7
i 1a sotuhilitat-,= I r.a x ro-7 mot a*-3 I
Exercicí 4q
K.(srcor) = 1.1 x Io-io *o12 d.*-6
Cdm que'e1 volum s'ha dobl_at
Concen inic íal/mol Am-3 ó, O. IO
srcO-,(s) + sr'=(aq) + cOÍ-(aq)
Concn equilibrt/_m_ol^d¡a-3
' * (" I 0.5O)
K^ = [sr2*
(
"q
I fcol-( aq I
rlr x to-10 lno'12'd-*-5'= x mo1 d.¡o-3 x (x + 0.50) no1 dm-3
Considerant que y4O.5t resulta x * O.50 = 0.50
... * _ 1.]_x_10-10 _ z.Z x:-o_10
0.50 ,
- -
,
4.o x 10-6 mo1 om-3
I.B x tO-7 mol an-3
i
[srz+(;-tr
2.2 x 10-10 moI d,m-3
113
a

118. l----,*,.-. -
Exercici- 50
Abans oe barre ¡urrleuz*(.n)] = O.lO mol ¿n-3.
A1 barre-jar,el qolum canvla d-e l5O crJ e 2OO
"r3llavors L¡r"(u.q)J =_0.I0 mol dm-3
" #
= O.075 mol am-3
e jar,
[r-("q)J = o.o5o mor ¿m-3
41 bame jar eI volum varia de 50 cm3 a 2OC cm3.
ttavors,
b-t"qü
=- 0.050 mol- ao-3 * ff = 0.0125 mol,L: ' ',J
f
-",--;;-
_;200
prod uc t e ibnic = l_Ba"
(
"q ! }.e-
(
"q
)_] '
= 0.075 mol rim-J r¡ (o n= 0.075 mdf am-3 1 (0.0125 mol a*-3)2
)
d,m
r
1C
L.C
-a
molJ
!
x 10-'
--o
omJ
El producte ibnlc és més gran que K=. per tanthi haurá precipitat
Exercici- 51
¿
(a) Ag'cl :
)L
Pb-'2Br :
^')¿
=
(md- d,m-J)
=
- r'
mo1¿ d.m-o
- ;.1
= (moI dm-J)'=
-? . _o
mol-- om )
-
,)
-
-<.
¿
-(mol^d,m
.L
- ,/ .
-¡\
=
üOl-- dm
/..-i .
-1.3= (mo+ d.m r)'
= molJ dm-9
concentracions,
exemple,
'l
es con
cá1cul d.el pro-
2 t ermes d.e c oneentració, .' . unitat
3 termes oe concentració, .', unitat
l.
Ag'BrO. : 2 termes d-e concenbració, .' . unitat
J
2L
Mg*'20H : 3 termes oe corrcentraci_ó, .'. unitat
(b) Quan es mesclen volums iguals de solució, les
abans de la reacció es divideixen per dos: per
ceniracions de tots els i-ons necessaris per eI
d.ucte de solubilitat = 5.0 x 1O-4 mol dm-3.
(i) prod.ucte ibnic
= [As+(rq)]iar--1a.,í = 1c n
L JL
"''J - \,i¡w
= 2'5 x
>K
S
(ii) Prod.ucte iónic
=
-l
Br ("qU
no hi haurá precioitaci
e ibnic = F*t("nl]le"or{"ul
a
(.ti. . .
q
( iii) Prod.uct
1W('-^
' '
( iv) Product
2
_\
=
f ,L
-'l
LPb-'
(
"q)j
f )L -rl-
=
frvrs-'
( aq)f
lou
x ro-4 *ot a*-3)
2
'i ) -á'
10- r moI' d.m-"
,.0 x 1o-4 mot ¿m-3)3
L.25 x :-0-1Qmo13 ¿*-9
(;.0 x io-4 ,ot a*-3)2
---'7 -2 -62.5 x 10-' mo1- d.m
no hi haurá precipitaci
hi haurá precipitació
10-4 mo1 a*-3)3
10-10 mo13 Am-9
-r"n)]2(¡.0
L.25
x
x
>K .'.
e ibnic
l1¿

119. Experiment 5. Sbrie de resultats r- cálculs
[au].a de Resultats 6
Experiment 5 Cá1cu1s
1. Substituint en 1'expressió
"AvA
tBvB
d óna
a
-
=
a on A es refereix a
D
))
O.OIO mot dm-J x 4150 cmJ
HC1
1
=r
iBaNH,
. a U_
D
l]
0.010
x 10.0 cm3
-' L.5O
mo]- rim-J x
-
--
10.0
-1 -?
4.5x10-moldm-
Solució erlenmeierNE3 en CHrCCl, ? mol an-3 10
"*3
Solució bureta HCI (aq) 0.010 mo1 am-3
Indicad or roig de metil
Prova 1 2 3 4
Lectures d.e la
¡ureta
Fi-na] 4.60 4.60.9.A5
Inic ia1 0.00 onñ 13. 6C
Iotum gastat/ .*3 4.60 - 4 .45 4.55
Ialorac ió mit j ana/ cm-4.50
Taula d.e Resultats 7
.,
ioJ-ucl-o er].enmel-erNtt, ( ao ) ? mol dm-3 10
"*3
.,
jo].ucl_o Dureta
HC1( aq)
_?
u.)u moJ- dm r
[nd lcad or roig de metil
Prova 1 2 3 4
lectures
de La
bureta
final 25.9o¿).o)25.85
Inicial 00.0000.0000.00
Iolum gastat /
"*3
25.9025.6525.85
/alorae1ó mit jana/ca25.80
s eguei-x

120. Ex"oeriment 5. Cálcul-s (Continuació)
2. Per el mateix métode de l'apartat 1.
4,5 xfffi =iz,9E2l
"B
V
^'D
)
0.50 ¡ao}
NIir ( aq )
-J-
ilH. (tce)
J
Exercicl 52
V,:D
V
^r
TT
^:D
áeid ( ao
)
ácid (éter)
O.0759 nol dm-3
0.0114 mo1 dm-3
0.108 mol dm-3
ffi
0.158 mol d.m-3
= 6.66
= 6.67
V
U
0.218
-
0.032E
\
v.-/
^'D 0.0237 mol d.n-J
U ¡ (J
I
0.300 mol dm-3 _ t cÉ
0.0451 mol dra-J
vev)
Á^ mrt j ana =G-
!
o bé, a partir de la gráfiea
0.02 0-03
*^_r ^-_! á"-rU.gd_
pelldent
=
-i-
-
ácid ( eter)
LL t268 o. o5o)
5=(o.04oo a.oo7z)
lacid
(ethll/moldm-¡
116

121. Exercici 53
(e) MoIs inicials /
mol
l,tols d'equili_brt/
-^1UIU I
td.D
29o
=
(b)
0.010
NI{- (tce)
J'
x
e *r3 (aq)
0.010 - x
O.1O dm30.010 - x
=-¡
x
29Ax=0.010-x
0.010
x=-.;- J.+ xI0-,
c
)L
.' . mol-s d-'amoníac r.emanents = x mol
=3.4 x 10-5 mol
Després de }a primera ad.d.ició d,,aigua, els
xl mols es troben per el matelx p"o"ed.iment
3.4 x 10-10 mols
mols restants,
de 1'apartat (a)
u.n faetor de 10-5:
es divideix l'ex-
0. 0¿0
':-
29L = r'4 x' l-u
ó aé, ,oa= restants
= mols origlnals * %
Arxí, després d.e La segona ad.d,ició, 5
+ v(tce) /v(aq)
*2 = (o.oro *h)
"h=
o.o1o x t&1,
i després de l_a quarta add.ició,
*4 = 0.010
"thl4
= 3.4 x 10-10
Els mols finals restants són = *4 mols
=
Fixa't que e1s mols restants es red.ueixen per
per tant, 1'extracció és molt més eficient si
tracció en váries porcions.
[nu.
( rq jl
)
lTHJt""X
'lq?oro i x) mol
Ll-7
2aó _
(0.010 - xr ) qot/O.ol17 dm3
xr moL/0.100 dmJ
4(0.010 x" )
LL
zgoxl=0.040_4x1
*1

122. Exercicí 54
Si 1a fórmula molecul-ar
[cHrc
ozt("q)]
^D -
[cnrcoru(tcmf
agafant logari-tmes,
en triclorometá és (CUTCOeH).r: llavors
(tcm - triclorometá)
ros KD - n logFrr.orir(aq)] - ros
linrcoeH(tcm)]
Red'uin¡ I'equacjó a la forma_ y = rrx + c
ros
[cru,c
orl(tcm)]
= rr :-os[cu,coeu(rq)]
1os
b
una representació d,e r¡sf urco?r(tcm! enfront a 1og
DHTCOTI{(adonaria una -rínia recta d; ienáent n. (Aquí utrli-tzem con6entcions u, gruT-' perqub són p"opo."ionals a les concentraci-ons
en mot dm-J.)
ros
Icu,co2H(tcm)] /s a^-3
los
lcu,co.H(aq)l / e d.n-3*J¿.)
1 aA 1 .
L. ¿+ L.64 I. 93
2.47 2.68 2.91
pendent, ,.r = $.
1.-40
-
Q-,lo
a
-^¿. ev ¿.>>
0 .Zj
2.0
a partir d,e 1a gráfica, e1
Ia fbrnut a d e 1'ácid etanoic entriclorometá
é(cr{3c ozH)
z
k§rs%-
¡
rclr(s) crr(s)
1.50 x 10mol om-3x (1.50 x
0.19 no1 dm-3
1.18 x 10-mo1 dn-
10-2mo1 am-3
118
lo9 ICH:CO?H('qll/9 dm-¡

123. Exercicl 56
Iso
L
( r\'
o -92
=,-§.-(o.e¡
mol dm f
1a . ?
L.:-. I o.m-moI
K
Exercici 57
,(s)
L.5 mo1 an-3
-
_
(13.6 mot dm-J)(1.0 *ol dmTF
.17 dm6mo1
--Vr(str[i;a}
(3.53 x 1O-3mot ¿m-3)2
(0.48 xffi3-f
!r(d) = ffi_o-4 *;1 A;=q
&ort
o2c
5Hlr
( 1D
_,--__,::
"-F:'io@¡
54o mol-l dm3
=
l-O-J mol(5.66 x
* =
F*rtortr'r-r-(1)l
=
L¿J
7.79 x 10-3 mol- d.m-
Exercici- 50
w
[curc
ozczH5{rf
lnrorrl]
=c =¡g
Com que hi ha en mateix nombre de
és possible substituir eL nombre
tracions.
mols a1s dos
de mols en el
membres de 1'equació
l-l-oc de 1es eoncen_
0.66 mo1 x 0.66 mol
0.33 mol . x
mol am-3)
O-!
' (L.37 raol
Exereici 61
Mols inieials/ noI
Mols d.'equilibrj/
mo1
20.57
rr(s)
L5.46
5.22
+ r, (s)
0.11
0
2HI ( g)
LO .22
119
segueix
[0,
( s)
2H5oH=@

124. Exerciei 6L(Continuació)
I,(ols de HZ en 1'equilibri
= mols inicíals _ mols reaccionats
= (Zo.5T
- L/2xLo.ZZ) mo1 = 15.46 mo1
Mols de lZ en 1'
[n, r*ll 'o" =luld]re¡
equilibri
= mols inicials _ mols reaccionats
= (5.22 L/2 x 10.22) moI = o.1l_ mol
(to.zz mo1)2
:tort
tL1.46 mol)(0.1_t rnol) -
l"- |
Exercici 62
Concentració inicial/
_?
mol- o.m )
Concn d'equilibr:-/
mo1 dm
J
0.]307 0
Nr0r(1)
='2NOL't 2
0.1300 0. oo14
Concnetrac:-6 en I'equilibri de NrOo
=
= (O.t3O7 - _0:0007) mo1 dn-3 = 0.1300
luo-rr)l
2
| ¿' ') (o-nn'l A mn
^--3,2
I
K = !'1"?tl]l=' -
(o.oot+ mor ¿m-3)2
"
LN 20 4l
L)
)
( 0. 1300 mol dn-3
)
1.51- x 10-5 mo1 d.m-3
Concn inicial
mol- dm-3
concn qlle ha
reaecionat
Exerclcl 61
Mols inici.als/
mo1
Mols d'equilj-bri
/mo]-
Mols en equillbri
0
+ r{20 ( 1)
0.845
,
rr :-oH(
1) + cHrco2H( 1) +
1.15 5 0 .l-55
de C2iI-0H = mols inicial_s
Li
=(2.a -o.B412)
o.845
- mols
mol
=
reaeclonats
1.155 nol
Mols en equilibrl de cH.cOrH = mols inieials - mols reaccionats3L
= (1.0 0.845) mol = 0.155 mol
Exercici
64
L{o1s inlcials
/mol-
xio_1s d 'equili bri/
mo1
B.o 6.0 o o
cI{3c02H( 1) * c
zH5oI{(
1) + curc ozc
z15e)
+ r{20( 1)
6.0 x
seguelx
I
-
(.0..x45 mo1) ( 0. 845 , mot-
(1.155 mol) (0.155 mol
3co2H(1

125. t
xerc i-c]_§! (C ontinuació)
t'
H
3c
o
2c 2H 5(r
l]
[Hro
f i l]
K
4
=--
clC
I
2
xx.x
48.0 14.0x+y2
3.5x2 63.0x * 2L6
x2.6
¿-É
63.0 : Y94,
=
----
=
7.0
mols en equilibri-
4,6L ;
d.'ai-gua
13.4 ( resultat absurd.)
=
[o*
-*;l
x)
-63.0
Exercici 65
Mols lnieial.s/mol'0
2HI (s)
2x
2.O
ur(s)
( 2.0-x)
1.0
r^(g)
( rÍo-x)Mols
c
o.02
2.0
Q.92x2 3.0x * 2.0 = 0
* -
-(-3.0) :
2 x O.92
l.
3.0 : I t.64
1. 84
= 0.93 i 2.33(resultat absurd.)
mols d.e HI = Zx = Z x 0.93 = 1.86
L,- , J mois I. E6 mols
ur-\órl =ñG=il-;rF-
Fr,-,1
-
i'lá*= s'ii¡;"'
l; r-il _
(1.0 - 0.93) moI
r¿^\Ért
-
--=.il-
L 2 '"'J I. 0 dm-J
mols
.
-?.9 mol d.m
J
.1 mol dm-
.O? mo1 am-3
3.0x
Exercici 66
I{o1s ini-cials
/no:. 0.019
rc1, (s)
0.019
0
--
PC1- (g)
s
x
0
crr(s)
x
IYlo1sdeq
[rcí
lf
J
i1
(s
ipri/mo1
¡ [cr,
{ sf
c
0.19
h
l--
1
^"1
d,m
5
(s)]
-?
(x movo.?5 dm3) (x mo1 .75 dn3'l
( CI.019 - x) aol"/o.75 dmj
segueLx __?
¿Y?tr

126. Exercici 7O
Mols totals de gas = (6.2 x I0-3 + 6,2 x IO-3 + 0.994
= 2.00 mo1
pressió parcial
= fracció molar x pressió toial
6.2 x 1o-3
PCO =
ffi
* 2.0 atm = 6.2 x 1O-3 atm
ñ 6.2 x ro-3
P"
^ -
-::-tv-
X 2,0 atm - 6.2 x tO-3 atmt2u 2'oo
0. gq¿
o*, = -foo * 2'o atm - 0.994 atm
o. qq4
otor=
Too "
2 'o atm = 0.994 atm
K- = Ito
* nrzL
=
(6.2 x 1g-3atm)(6.2 x 1o-3 atm)
_P Pcor"Ptt, =
'
-=
+ 0.994) moI
3.89 x 10-5
Exerclci 66
0.19 =
(0.75) (o.or9
-
x2 + o.L4z5x - 2.7j- x
2
-0.L425
^¿
-0.159 (resultat
en 1'equ-1libri
=
o. o3rr
^
t\1.-7 :
V. \-/J- I -L
Mols de PCl_
"1
absurd.)
(0.019 O.O1T) mols
=.0 x 1O-3 mol
2
Prr
^1 U^
P
'*róo
( o .67 ut^t2
0.33 at'rn
1.30 atm
Exe¡.cici 6B
^¿
p-^
rr )U:
.=D = -Tn =
-
P.^ P^
t'2
'2
(2.3
st^)2
O.22 atm-l
( O.40 atm)
I
=
l
o.o
l
L22
i
I
J
I
I
I
_)

127. .@#--¡,.-...
Exercici 71
Iilo1s totals de gas = (0.4 + 0.6) mol= 1.0
0. 60
1.0
(0.40 atm)Z
p p-- 0. 60 atm
--i*2
0.27 atm
Exercici 72
i{o1s t otals
0.560
},Ll -l
Ro
..2L.v.)
n _ 0.060
t'T
I Ro
-2
L'vr
L.27
ñ
-Lrrr- a ó^
^rlr- I. óy
n2
_ HI
de gas = (0.j60 + 0.060
x 2.OO atm = 0.593 atm
x 2.OO átm = 0.0635 atm
2.00 ?tm = 1.34 atm
+ L.27 )mol = 1. 89 mot
p,- x p_
n2 -
L2
de gas = (0.96 + 0.04 +
ñ 0.04
_É. n _ __.1_ v D
t -N0 1,02 " 't
A .A2) mo1= L.Az
0.02
t.o2
*, =jmorx
P02-
o.a2/)..02D
r+
P
0.2 atm
Ilvorni
^.i
'7
a
a/rva 9IUI I L
MoIs totals de ga.S = (Z.O + I.O + 4.0) =
P^^ x P"
fr \/\J
_ü.a
DYI
' rTf
al
"2"
3 . 7 2
:r:^=
t?' I fi zolr:#+ffi
n 3. {2 atn x (,!.q/,Z.oL
=
-l
, 2-;J--t=',I
xP*
7.0 mols
10-6 atm =
(o.o+ -.oz)2
p2
(0.96/1.02)

128. Exercici 75
l,{ols totals de gas = (0.013
+
^¿
P^^
t/V
K_
p P^^
UV^
¿
0.024) mo} = 0.037 mols
atn -
(O.ozq'.^.Otl)2 x pl
(0.013,/0.037) x pt-
Exercici 77
(a) t[ots
Ppct_
)
p-^
-
.lUI^
j
D
'clz
totals de gas = (0.20 + O.O1O + 3.8) mo1
=
0.20
=
4lóT
x 3'o atm = 0.15 atm
0.010
=-fÉ?
4.01
-. ..0 atm - 7.48 x lO-3 atm
)q
J.U
= ;=- x 3.0 átm = 2.84 atm
+. UJ-
4.01 mol
o'14 atm
s egueix
Exercici 76
(a) t¡to1s totals de ga.s = (1.0 + 3.6 + 13.5
1.O
Pl,r+ = ;; x 2.0 atm = 0.lI atm
lv. ¿
1a
FH = ffi x 2.0 atm - O.4O atm
"2
¿v',¿
13-5
n = -É x Z.O átm = L.49 atm't'I2 ld.1
2
p;,
K _
-
i Hr_ ( O._11 atm)
2
__i..
-J
_
;_
=
F- x
Pn'
,t2 tt
2
mo1) = 1B.I mo1
0.13 atm-
(b) IvL, = \,,, K,., + ,L_ M-_ +
-/ ''l,f - \Hr' ,rn, H2 HZ. \,
1.o
IBJ "
L7.O I mol-I
(o.g+ + o.4o + 20.g)
t 3'6 .- .
^.
1g.1 ^
c-cv g mo1-l + -'t1Q.U g mOI
I nol-I -22.2 I mol-1
424
k _
Ppc1.* Pqt,
I.4B x 10-3 atm x z.g4 atm
¡' lpnr 0.15 atm
¿ VIr
)

129. 71.0
_1
'l-
.
L
1--
mo
-)
o L"¡
-
+.u
,0 g
J.
)
1
o1
\vo
x) mo
0 atú.
.2
)
tü A/LW
'
0.114
@
K
+
0.316 atm
l-25
Exercici 77 (Continuació)
(b)
\,r
= Xpgr_i'fpg1_+ Xpat-Mr"r * Xnr Mn
) ) Jrcri
-CL.--CL2
o.20
^^ñ _ _-1
=
Añ
* zUó.) g mot +
= (10.40 + 0.34 + 67.28)
0.0I0
| )'t L
^
t) I c )
+. UI
_t
gmol
=
Exercici 78
(a) ,,\, = \or\or+ o+o+
-l
l
't2.+ gmol =\,^x46.0 gmol--
1\U^
-
I
-. _(92.0-72.4\gmol-
\or=ffi
c,
1
1
lg .6
46.o
(b)
n -/
'*0,
= 0'426 x 1 atm = 0'426 atm
p*,
^
= (1-0.426) x 1 atm - 0.l>74
'u2u4 Z
K =
n*or_
_(0.+26 atn)Z
p ,*ro
n
,.574 atm
( c ) I\{o1s
L,io Is
Mols
PNo
¿
D
L
^u,¿+
inicial-s / mol- 1.0
mroo ( s)
d'equilibri/mol 1 - x
0
zuo, ( s)
a--
1Á-
totals en l'equilibri = 1 - x * Zx
mols d e lI0: 2x
U_
^*t l*xmol-s t otals
l-Y*"¡¡D
_l
I
r! r!
rii(t/
d.e gas
t-x
6.00 atm
-?.L)t..4+x
t
0.3 l6-al,rr:
^
24x'
=
-.?\
1 --./
4:2
1+X
.'. 24.316x2=0.316 i x=ñlóE
Fracció motar de No, = ft
= a#i*g

130. Exercj.c:- 79
Aoaptant 1'exPressió
K
K
In
: v /R.1, \a "
-5c
rlr
/ expressant d n
D
Í{ =-"c
(lr )0,
0.8r1atm
dmK-no1- 523
2
-'t
.89 x 10 mol d-m
J
Exercici B0
^rrK (ar )"
-'
x ( o. oae:-
^
_-l
atm dmJ K
_l
mot-
_)
620 K)
atm-2
2.0 mo1-2 d.*6
7 .72 x 1o-4
^rEXercr_cr_ ól
Per 1'equaci-ó, An
ha
' lpm -r
-
-r
. . lr/
_J.
0
K K
p
-E;xercl_cl- ó',¿
(") Vegeu la gráfica
(b) El pendent de la gráficá = -3.05 x fO3 f (fixa't amb elsigne
menys)
. dtt'
Ja que -
Z-.0 B.
=
pendent
AH" = 2.30 x 8.31 J *o1-1 K-} x 3.05 x to3 r
(c) (i) Quan T = 375
Int ernolant
(ii)Quanf=+75
Int erpolant
(iii)QuanT=j5O
Int erpolant
K, t/r = 2.66 x to-3 x-I
en La gráfica cóna ,?* On
K, L/T = z.Lt x ro-J 6-1
en La gráfica dóna ,o*
T,
K, L/f = l-.82 x 1O-3 K-r-
en 1a gráfica dóna loS K,
que fas és que hi ha una
t/t (é= a d.ir q,r" ÁH" és
La suposici-ó
tre loe K i
p
-.4
relació linial
constant ) .
en
_1
mol-
seguelx
L26
:**
p
= 158.3 kJ mol-

131. Exercici 82(Ccntinuació)
(d) un augrnent de Ia temperatura d.esplaqará Ia posició d,equilibri
cap a 1a dreta produint més NOr. Aixb s'ha deduit a partj-r d.e
l-a gráfic? perqué un augment dÉ ra temperatura(prod,ueix una
disminució del valor de t/y) incrementa e1 varor de K
3.00
2.86
3
$
g ,.*
r.00
|
. lo:rx-
'
2.66- t.82=0.84
Exercici Bl
(a) EI pendent de 1a gráfic& = +4.92 x fO3 f
2.30 R
pendent
I _l
xU.llJmol*K*x 4.92 x 103 K =-94036 J mo1-
-94.O kJ mo1-l
d'equilibri
H2. Aixb es
dé la tempe-
r.rna d.isminu
(b) un augment de }a temperatura desplagará ta posició
cap a l' esquerra, resultant més producció aá N^ i
deduieix a partlr d.e La gráfica perqub un augmEnt
ratura (fa d-ismlnuir eI valor de a/ü i en rásulta
ció ae1 valor d,e K .
(c) (i) E1 pendent d."P
1'Exercici g3
(ir) El signe de 4¡te determina e1 signe de1 pendent. per
uula
r1ag9ió exotlrmica (4H'és
',"gátiu),
ei valor de
-AH-/2.30 R és posi-tiu, donant !,, pend.ent positiu. per
u-::a_Seaeció end.otBrmiea a on 4H" és positiu, eI valor de
- 0H-/2.30 R és negatiu, d.onant un pend.ent negatiu.
1'Exercici BZ és negatiu i e1 pendent d.e
és positiu.
ÁH"
segueix
I

132. Exercici B3 (Continuació)
E
Exercici 84
ta
--)
l^-
-
-
'-1
Log K,
An"
2.30 e
1og 0.0118 = (#§T
Ios K, = -!s2E_!_3215.4 K (6.85 x ro-5 r-1) =
_ L.zg3
.'. i, =
I
,o;r
"*l
Exercici 8ry
V
^tñ
-¿
"K_
I
re
AH
^H-
L 1.
2.30 a
t
T_ T^',
mt
1 ')
fr
I
^o
§2
,l 1\
I
¡ m I
'1 '2
3.545 J K-l mol-I
=-
1.667 *lo F
2.3onx1og32
2.30 x 8.31 J K-- moL-'x los( 3.74/2.44)
-r1
f-
'].ooo r
1
-\
L2QO K)
= 2.13 x to4 ¡ mol-l -21.3 t,f nol-1
a2B

133. ExerciciB6
(a)
(b)
2
PtIo
W =-^-P
P.' x P.',
'"2 "Z
A partír oe 1'expressió de K, resulta, ,fO= *,
Els valors d.e O, i PU^ ronanen constantsr Fer
,.-Ll
PNO es DroDorcl-onal u ,O,
p^ t6 valors de 0.05 atm en la quarta columna
u)
*aroarq
L U 9I
ñ Á. nroporcional a 1 'arreI quad.rada d.'aquests valors.
lNo vu Y'
i com o.o5 = L/+ x a.2, Ñ = L/2 x /€
i e1 valor d.e p-,^ en la quarta columna és la mj-tad de1 de 'la
t erc era.
'I u
(e) I,a taula ensenya que eI valor d.e K_ augmenta amb la temperatu-
ra. Aixó ind,ica ¡.rn a1t rend.iment aB f¡O a temperatura elevada.
Donat que hi b.a eI matej-x nombre d,e molécules a cada membre d.e
1'equació, canviant la pressió no es prod.uirá cap efecte sobre
el rendiment d,e N0.
(d) La reaccií és end"otbrmica, perqué K- augmenta amb la temperatu
ra. EI principi de Le Chatelier prediu oue un augment de Ia
temperat:ura afavorirá la reacció end.otbrmlca.
x
'*r* '0,
tant
i O.2 atm en 1a
Exercici 87
-
Kz
AHt ,L 1,
'o* x,-
= z.:on tlr_
fL
Agafant e1
¿He
=
1
m
-1
5.56
valord.eK a18ooi2000
p1
2. 30 R
"
1;s-E2L
2.3o x
K
_1
8.31 J K
T
-'l
mol-
- 4-06
x .r_og
L Jl
1800 2000
1.Blx105JmoI IBl kJ mo1
l
rF
-2
r-1
J K-r mol
L29