Equilibrio Químico. En la siguiente reacción, Kc=4,0C2H5OH + CH3COOH ⇋ CH3COOC2H5 + H2OSe hacee reaccionar una mezcla de...

En moles:

Etanol: 17,2 / 46 = 0,374 mol Et

Acético: 23,8 / 60 = 0,397 mol AH

Acetato de etilo: 48,6 / 88 = 0,552 mol AEt

Agua: 71,2 / 18 = 3,956 mol H2O

K = ( [AEt] · [H2O] ) / ( [Alc] · [AH] ) = n(AEt) · n(H2O) / (n(AH) · n(Et)) en el equilibrio.

Como las concentaciones son (moles / volumen) y el volumen aparece en los cuatro factores, los volúmenes se cancelan, quedando en la expresión sólo los moles.

a)

Con las cantidades que tenemos, calcularemos el cociente de reacción y lo compararemos con el valor de K:

Q = (0,552 · 3,956) / (0,397 · 0,374) = 14,7

Que es mayor que la constante, 4. Esto significa que el sistema no está en equilibrio y evolucionará hasta alcanzarlo, es decir, evolucionará haciendo que Q disminuya hasta tomar el valor 4.

¿Y cómo disminuye Q? Q disminuirá si disminuye el numerador y aumenta el denominador; por tanto, la evolución del sistema será la que conduzca a este resultado. En otras palabras, reaccionará parte del acetato de etilo presente con agua para dar más acético y etanol. Se dice, entonces, que el sistema evoluciona hasta la derecha.

b)

Supongamos que hasta alcanzar el equilibrio han reaccionado x moles de AcEt. Por estequiometria tendrán que haber reaccionado x mol de agua y tendrá que haberse producido x moles de AH y x moles de Et.

AcH Et AcEt H2O

Inicialmente 0,397 0,374 0,552 3,956

Reaccionan             +x                  +x                 -x                  -x

Equilibrio 0,397+x 0,374+x 0,552-x 3,956-x

Entonces

K = 4 = (0,552 - x) · (3,956 - x) / [(0,397 + x) · (0,374 + x)]

Resolviendo esta ecuación de segundo grado obtenemos

x = 0,194 mol

Con x calcularemos los moles presentes en el equilibrio:

AH: 0,397 + 0,194 = 0,591 mol AH           --->   35,46 g

Et: 0,374 + 0.194 = 0,568 mol Et               --->   26,13 g

AcEt: 0,552 - 0,194 = 0,358 mol AcEt ---> 31,50 g

Agua: 3,956 - 0,194 = 3,762 mol H2O ---> 67,72 g