Ejercicio resuelto de Principio de Chatelier · Química · 2021

Considere la siguiente reacción de descomposición del NOCl:

$2\,\text{NOCl}\,(g) \rightleftharpoons 2\,\text{NO}\,(g) + \text{Cl}_2\,(g) \qquad \Delta H = +76\ \text{kJ}$

¿Qué efecto tendrán sobre el equilibrio las siguientes acciones? Justifique las respuestas:

a) Añadir más $\text{Cl}_2$ al recipiente de la reacción. (0,5 puntos)

b) Un aumento de la temperatura. (0,5 puntos)

c) Un aumento de la presión total. (0,5 puntos)

d) Añadir un catalizador. (0,5 puntos)

$\textbf{a) Añadir más Cl₂ al recipiente de la reacción. (0,5 puntos)}$

Según el principio de Le Chatelier, al aumentar la cantidad de una de las sustancias del equilibrio el sistema evoluciona en el sentido en que la consume.

El $\mathrm{Cl_2}$ es un producto, así que el equilibrio se desplaza hacia la izquierda:

$2\,\mathrm{NOCl(g)} \leftarrow 2\,\mathrm{NO(g)} + \mathrm{Cl_2(g)}$

Se forma más NOCl y la descomposición retrocede.

$\textbf{b) Un aumento de la temperatura. (0,5 puntos)}$

Al calentar, el equilibrio se desplaza en el sentido endotérmico, que es el que absorbe ese calor.

El enunciado da $\Delta H = +76$ kJ, luego la reacción directa es la endotérmica y el desplazamiento va hacia la derecha: se descompone más NOCl y se obtiene más NO y más cloro.

$\textbf{c) Un aumento de la presión total. (0,5 puntos)}$

Al comprimir el sistema, el equilibrio se desplaza hacia el lado con menos moles gaseosos, porque así disminuye el número de partículas y con él la presión.

$\text{reactivos}:\ 2\ \mathrm{mol} \qquad \text{productos}:\ 2 + 1 = 3\ \mathrm{mol}$

Hay menos moles a la izquierda, de modo que el equilibrio se desplaza hacia la formación de NOCl.

$\textbf{d) Añadir un catalizador. (0,5 puntos)}$

No tiene ningún efecto sobre el equilibrio.

Un catalizador rebaja por igual la energía de activación de la reacción directa y de la inversa, de manera que acelera las dos en la misma proporción. La constante de equilibrio, que depende solo de la temperatura, no cambia, y tampoco lo hacen las cantidades de cada especie en el equilibrio.

Lo único que se modifica es el tiempo que tarda el sistema en alcanzarlo.