Ejercicio resuelto de Equilibrio químico · Química · 2026

En un recipiente de 3 L se introducen 2,5 moles de ICl, el cual descompone a 25 °C según el siguiente equilibrio:

$2\,\mathrm{ICl}\,(s) \rightleftharpoons \mathrm{I}_{2}\,(s) + \mathrm{Cl}_{2}\,(g)$

La constante $K_{p}$ tiene un valor de 0,24 a dicha temperatura.

a) Calcule cuál será la concentración de Cl$_{2}$ cuando se alcance el equilibrio. [0,75 puntos]

b) Calcule cuántos gramos de ICl quedarán en el equilibrio. [0,75 puntos]

c) Si se quiere mejorar la obtención de I$_{2}$ y Cl$_{2}$ variando la presión del recipiente, ¿sería mejor aumentarla o disminuirla? Razone la respuesta. [0,5 puntos]

Datos: $R = 0{,}082\ \mathrm{atm} \cdot \mathrm{L} \cdot \mathrm{mol}^{-1} \cdot \mathrm{K}^{-1}$. Masas atómicas: I = 127; Cl = 35,5.

$\textbf{a) Calcule cuál será la concentración de Cl₂ cuando se alcance el equilibrio. [0,75 puntos]}$

Lo primero que conviene mirar son los estados de agregación: tanto el ICl como el yodo son sólidos, y los sólidos puros no aparecen en la expresión de la constante porque su actividad es constante. Solo queda el cloro, que es el único gas:

$K_p = p(\mathrm{Cl_2})$

Es decir, la constante fija directamente la presión parcial del cloro en el equilibrio:

$p(\mathrm{Cl_2}) = 0{,}24\ \mathrm{atm}$

De esa presión se obtienen los moles con la ecuación de los gases ideales, con $T = 25 + 273 = 298$ K:

$n = \frac{p\,V}{R\,T} = \frac{0{,}24 \cdot 3}{0{,}082 \cdot 298} = 0{,}029\ \mathrm{mol}$

$[\mathrm{Cl_2}] = \frac{0{,}029}{3} = 9{,}82 \cdot 10^{-3}\ \mathrm{M}$

$\textbf{b) Calcule cuántos gramos de ICl quedarán en el equilibrio. [0,75 puntos]}$

Se plantea el balance de materia llamando $x$ a los moles de cloro formados; por cada mol de $\mathrm{Cl_2}$ desaparecen dos de ICl:

$$	$2\,\mathrm{ICl}\,(s)$	$\mathrm{I_2}\,(s)$	$\mathrm{Cl_2}\,(g)$ Inicial (mol)	2,5	0	0 Equilibrio (mol)	2,5 − 2x	x	x

El apartado anterior ya ha dado ese $x$, que son los 0,029 mol de cloro:

$n(\mathrm{ICl}) = 2{,}5 - 2 \cdot 0{,}029 = 2{,}44\ \mathrm{mol}$

$M(\mathrm{ICl}) = 127 + 35{,}5 = 162{,}5\ \mathrm{g/mol}$

$m(\mathrm{ICl}) = 2{,}44 \cdot 162{,}5 = 396{,}5\ \mathrm{g}$

En el equilibrio quedan 396,5 g de monocloruro de yodo, casi todo el de partida: la descomposición apenas ha avanzado.

$\textbf{c) Si se quiere mejorar la obtención de I₂ y Cl₂ variando la presión del recipiente, ¿sería mejor aumentarla o disminuirla? Razone la respuesta. [0,5 puntos]}$

Según el principio de Le Chatelier, un aumento de presión desplaza el equilibrio hacia el lado que tiene menor número de moles gaseosos, porque así el sistema contrarresta la perturbación.

Aquí solo hay una especie gaseosa. Entre los reactivos no hay ninguna, y entre los productos hay 1 mol de $\mathrm{Cl_2}$:

$\Delta n_{\text{gas}} = 1 - 0 = +1$

El lado de menor número de moles de gas es, por tanto, el de los reactivos. Para favorecer los productos hay que hacer justo lo contrario: $\textbf{disminuir la presión}$, con lo que el equilibrio se desplaza hacia la derecha y se obtienen más yodo y más cloro.