Costante di equilibrio Ky
Chiedo scusa, ma avrei un dubbio su un quesito di termodinamica. Il quesito è il seguente
6) Data l’idrogenazione catalitica dell’acetilene a etilene :
C2 H2 + H2 ↔ C2 H4
che avviene in fase gassosa a temperatura costante e 1 bar e costante di equilibrio Ky =1. Se
l’alimentazione al reattore è una miscela equimolare di acetilene e idrogeno qual è la composizione
del prodotto in condizioni di equilibrio?
a) circa 1;
b) circa 0.293;
c) circa 0.172;
d) nessuna delle risposte precedenti è corretta.
La risposta corretta è 0,172 ma non so proprio come ricavarla. Cioè, non sapendo le moli iniziali non so come fare il calcolo. Grazie mille
6) Data l’idrogenazione catalitica dell’acetilene a etilene :
C2 H2 + H2 ↔ C2 H4
che avviene in fase gassosa a temperatura costante e 1 bar e costante di equilibrio Ky =1. Se
l’alimentazione al reattore è una miscela equimolare di acetilene e idrogeno qual è la composizione
del prodotto in condizioni di equilibrio?
a) circa 1;
b) circa 0.293;
c) circa 0.172;
d) nessuna delle risposte precedenti è corretta.
La risposta corretta è 0,172 ma non so proprio come ricavarla. Cioè, non sapendo le moli iniziali non so come fare il calcolo. Grazie mille
Risposte
Ti chiede la composizione: prendi 1 mole come riferimento, calcola le moli finali e poi calcolati le frazioni molari. La sei la relazione di equilibrio chimico come si scrive ?
Ci ho già provato ma non viene. Perché a seconda che io prenda 1, 2 o 3 moli iniziali il risultato cambia
Perché a seconda che io prenda 1, 2 o 3 moli iniziali il risultato cambia
E menomale che non cambia! se no sarebbe un problema. Posta i procedimenti con calcoli annessi, magari do' un occhiata. (Per le formule metti '$' a inizio e fine, così viene un formato decente da vedere)
Prendendo 1 Mol come n° (numero moli iniziale) mi viene quanto segue
n(C2H2) = 1 - X (grado avanzamento)
n(H2) = 1 - X
n(C2h4) = X (parto da miscela non contenente etilene)
Passo alle frazioni molari dividendo per 2 (numero di moli totali iniziali) che però in Ky si semplifica quindi tralascio
$KY = X / (1-X)^2 = 1$
Svolgo i calcoli e trovo due Valori di X (uno > 1 che scarto) e l'altro viene X = 0.382
Per y(C2h4) diviso per 2 e trovo 0.19 =/= 0.172
Prendendo 2 moli iniziali invece verrebbe circa 0.25
Non se su tu abbia aggiunto un "non" in più ma è corretto che cambi
n(C2H2) = 1 - X (grado avanzamento)
n(H2) = 1 - X
n(C2h4) = X (parto da miscela non contenente etilene)
Passo alle frazioni molari dividendo per 2 (numero di moli totali iniziali) che però in Ky si semplifica quindi tralascio
$KY = X / (1-X)^2 = 1$
Svolgo i calcoli e trovo due Valori di X (uno > 1 che scarto) e l'altro viene X = 0.382
Per y(C2h4) diviso per 2 e trovo 0.19 =/= 0.172
Prendendo 2 moli iniziali invece verrebbe circa 0.25
Non se su tu abbia aggiunto un "non" in più ma è corretto che cambi
Passo alle frazioni molari dividendo per 2
Guarda che il numero totale di moli finali è 2-X.
che però in Ky si semplifica quindi tralascio
? Ma come ? Non mi pare si semplifichi...
Nono... guarda che non dove cambiare nulla. Fai i conti giusti e prova poi a rifarli e vedrai che non deve cambiare
PS: guarda che ho anche fatto i conti e torna.
No un momento. Se io parto da una mole di A e una mole di B avrò
nA = nA° - X = 1-X
Analogo per B, mentre C (il prodotto) è solo X essendo le moli iniziali solo di reagenti. Il numero di moli totali per la frazione invece è 2 visto che ho 2 moli (una di A e una di B).
Si, non si semplifica, errore mio. Rimane un 2 a numeratore quindi
$KY = 2X/(1-X)^2$
I almeno io sugli appunti ho che yA=$(1-X)/2$
Edut: ok, anche prendendo 2 moli di A e 2 di B viene uguale. Però il risultato mi viene 0,134 che è comunque diverso da 0,172
nA = nA° - X = 1-X
Analogo per B, mentre C (il prodotto) è solo X essendo le moli iniziali solo di reagenti. Il numero di moli totali per la frazione invece è 2 visto che ho 2 moli (una di A e una di B).
Si, non si semplifica, errore mio. Rimane un 2 a numeratore quindi
$KY = 2X/(1-X)^2$
I almeno io sugli appunti ho che yA=$(1-X)/2$
Edut: ok, anche prendendo 2 moli di A e 2 di B viene uguale. Però il risultato mi viene 0,134 che è comunque diverso da 0,172
Si ma ti dico che devi fare
$y_a = \frac {1-X}{2 - X}$
mi pare ovvio che le moli totali FINALI totali sono 2-X
Ma no!! 2 sono le moli INIZIALI, ma a te servono quelle FINALI. Le moli non si conservano! Devi prendere quelle finali!
$y_a = \frac {1-X}{2 - X}$
mi pare ovvio che le moli totali FINALI totali sono 2-X
Il numero di moli totali per la frazione invece è 2 visto che ho 2 moli (una di A e una di B).
Ma no!! 2 sono le moli INIZIALI, ma a te servono quelle FINALI. Le moli non si conservano! Devi prendere quelle finali!
Niente, ho risolto. Grazie mille, sei stato utilissimo!!!
Posso chiederti ancora una cosa sulle grandezze parziali molari? Io so che in generale quando unisco due sostanze per creare una miscela il volume finale non è la somma dei volumi ma bensì avrò
V=n1 V1(parziale molare) + n2 V2 (parziale molare)
In questo caso però il numero di moli si conserva?
Cioè se io avessi un V totale di 2 metri cubi, i due valori parziali molari, le due frazioni molari x1 e x2 e anche i volumi molari dei componenti puri.
In questo caso mi ricavo il numero di moli totali e poi n1 e n2
Per ricavare poi i volumi iniziali che devo miscelare per ottenere 2 metri cubi di soluzione posso fare n1 x Volume molare (del puro) di uno e analogamente per due?
Posso chiederti ancora una cosa sulle grandezze parziali molari? Io so che in generale quando unisco due sostanze per creare una miscela il volume finale non è la somma dei volumi ma bensì avrò
V=n1 V1(parziale molare) + n2 V2 (parziale molare)
In questo caso però il numero di moli si conserva?
Cioè se io avessi un V totale di 2 metri cubi, i due valori parziali molari, le due frazioni molari x1 e x2 e anche i volumi molari dei componenti puri.
In questo caso mi ricavo il numero di moli totali e poi n1 e n2
Per ricavare poi i volumi iniziali che devo miscelare per ottenere 2 metri cubi di soluzione posso fare n1 x Volume molare (del puro) di uno e analogamente per due?
Non ho capito nulla. In particolare in una frase manca un verbo.
Comunque mi pare tu abbia le idee un po' confuse. Il numero di moli non si conserva solo in presenza di reazioni chimiche (e nucleari), mentre se stai miscelando due sostanze (trasformazione fisica) ovviamente il numero di moli si conserva.
Se prendi due gas perfetti (1L cadauno) e li metti insieme avrai una soluzione di 2L, ma il "volume parziale" (non ho mai sentito questo termine, ma probabilmente è una carenza mia) è uguale al volume totale. Questa è una conseguenza della definizione di sopra e di aver usato come equazione di stato quella dei gas perfetti.
Per tutti gli altri casi parliamo di miscele non ideali e non mi ricordo benissimo come trattarle. Ora non mi va di riaprire i libri di termo che è il primo giorno libero che ho in un mesetto
Comunque mi pare tu abbia le idee un po' confuse. Il numero di moli non si conserva solo in presenza di reazioni chimiche (e nucleari), mentre se stai miscelando due sostanze (trasformazione fisica) ovviamente il numero di moli si conserva.
"Wikipedie":
Una miscela gassosa è detta reale quando gli effetti di miscelamento sono non nulli, ovvero quando il volume della miscela gassosa è diverso dalla somma dei volumi che avrebbero i singoli gas se non fossero miscelati, considerati alla pressione pari alla loro pressione parziale nella miscela. Nel caso contrario la miscela è detta ideale (secondo Lewis e Randall)
Se prendi due gas perfetti (1L cadauno) e li metti insieme avrai una soluzione di 2L, ma il "volume parziale" (non ho mai sentito questo termine, ma probabilmente è una carenza mia) è uguale al volume totale. Questa è una conseguenza della definizione di sopra e di aver usato come equazione di stato quella dei gas perfetti.
Per tutti gli altri casi parliamo di miscele non ideali e non mi ricordo benissimo come trattarle. Ora non mi va di riaprire i libri di termo che è il primo giorno libero che ho in un mesetto
Si, ovviamente parlavo di soluzioni non ideali. Comunque sulla prima parte del tuo messaggio mi hai risolto i dubbi. Grazie ancora! 
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