Galicia. Examen PAU resuelto de Química. Septiembre 2015

1.  Utilizando   los   valores   de   los    potenciales    de    reducción   estándar  siguientes:  ;  ;  , justifica cuál o cuáles de las siguientes reacciones se producirán de manera espontánea:

1.1. 

1.2. 

1.1.   Escribimos las semirreacciones adecuadas para obtener la reacción propuesta:

Como   y el potencial estándar de la reacción es negativo, la energía libre de Gibbs es positiva y por lo tanto esta reacción no tendría lugar porque no es espontánea.

1.2.    Hacemos lo mismo que en el apartado anterior:

Como   y el potencial estándar de la reacción es positivo, la energía libre de Gibbs es negativa y por lo tanto esta reacción tendría lugar de forma espontánea.

2.    Para la siguiente reacción en equilibrio: 

2.1.  Escribe la expresión para las constantes de equilibrio K_c y K_p, así como la relación entre ambas.

2.2.  Razona cómo afecta al equilibrio un aumento de presión a temperatura constante.

2.1.    El equilibrio es heterogéneo, porque tiene substancias en estado sólido y en estado gas. Hay que recordar que en las constantes de concentración, K_c, y en las de presión, K_p, solo intervienen las substancias en fase gas. Por lo tanto las expresiones de estas constantes para este equilibrio serán:

La expresión que nos relaciona las constantes de equilibrio es la siguiente:

2.2.   Según el principio de Le Chatelier cuando un sistema está en equilibrio y se produce la modificación de alguna de las variables que lo determinan (presión, concentración o temperatura), el equilibrio se desplaza en el sentido de contrarrestar dicha variación. Para aumentar la presión del equilibrio, tenemos que disminuir el volumen del sistema, por lo que las concentraciones van a ser mayores y para restablecer el equilibrio el sistema se desplazará hacia la izquierda, es decir, hacia donde hay menos moles en fase gas.