Presión del dióxido de carbono debido a dos equilibrios simultáneos

Question

$1~\mathrm{mol}$ cada uno de carbonato de bario y carbonato de calcio se ponen en un vaso cerrado que se mantiene a $300~\mathrm{K}$ temperatura. Dos equilibrios establecidos, con las respectivas constantes de equilibrio: $$\begin{align} &\ce{BaCO3(s) <=> BaO(s) +CO2} & K_p&=3\mathrm{~atm} \\ &\ce{CaCO3(s) <=> CaO(s) +CO2} & K_p&=5\mathrm{~atm} \end{align}$$ Encontrar el final de la presión ejercida por el dióxido de carbono.

Deje $n_1$ moles de $\ce{CO2}$ forma de carbonato de bario y $n_2$ moles de $\ce{CO2}$ forma de carbonato de calcio.

A continuación, $$K_{p1}=(n_1+n_2)RT$$ $$K_{p_2}=(n_1+n_2)RT$$

Pero las dos ecuaciones de arriba no son significativos debido a que $K_p$ valores son diferentes. (¿qué equivocación estoy haciendo aquí?)

Vamos carbonato de bario se ponga en el vaso primero. Entonces no va a ser $5\mathrm{~atm}$ de dióxido de carbono. Entonces Si pongo el carbonato de calcio, va a afectar el equilibrio de la mezcla? La respuesta que dio fue $5\mathrm{~atm}$.

Answer 1

Es una sutileza conceptual. Es necesario que todas las especies en la hipotética reacción a exigir que la constante de equilibrio de la ecuación de estar satisfecho. Esta es la que normalmente no se entiende en la mayoría de los libros de texto de química. La sentencia de Dos equilibrios establecidos es infeliz.

Brevemente usted no puede utilizar este dos ecuaciones del sistema hasta que asegúrese de que todas las especies que existen en un estado de equilibrio.

Inicialmente, tanto sólidos reaccionan para formar los productos, una vez que una presión de 3 atm se alcanza el único de la segunda reacción de progreso. Pero, como va a aumentar la presión por encima de 3 atm la reacción 1 se vaya en reversa. Esta situación se mantendrá mientras CaCO$_3$ está presente. Aviso que hasta ahora no hay ningún requisito de que la constante de equilibrio de la ecuación de estar satisfechos debido a que los estados en los que el sistema era no eran un estado de equilibrio. Esta situación continuará hasta que todos BaO desaparece. Así, la presión aumentará a 5 atm y el primer equilibrio no tendrá lugar.

Edit: "¿qué pasa si CaCO$_3$ está agotado? entonces no CaO reaccionar atrás para reducir la presión de CO$_2$?"

Si CaCO$_3$ se agota antes de llegar a los 5 atm (después de que no es posible), digamos que a las 4 de la atm, CaO podría reaccionar de nuevo, pero como pronto como ocurre (que un pequeño pedazo de CaCO$_3$ lo suficientemente grande como para tener el intensivo de las propiedades de un cristal macroscópico está formada), habrá más tendencia a avanzar de nuevo.

En tal caso, la presión final será de 4 atm, diferente del de equilibrio de presión. Será otro estado de equilibrio. Nada va a cambiar BaCO$_3$ en este análisis.

Anteriormente he expuesto dos posibilidades: La primera, antes de la edición, que el buque es lo suficientemente pequeño como para permitir la CO$_2$ presión de 5 atm. Esta es la supuesta "respuesta correcta". El posterior donde la presión final de la CO$_2$ mayor que 3 atm y menor de 5 atm. Si el barco es muy grande, puede ocurrir que los reactivos se agotan antes de llegar a 3 atm, por lo que otro estado de equilibrio se llevará a cabo.