PAU Química 2014 · Juny · Sèrie 3 · Exercici 6

6. El mecanisme d’inflament d’un coixí de seguretat (o airbag) d’automòbil es basa en la des­ composició de l’azida de sodi (NaN3) que, en menys de 50 miŀlisegons, allibera una gran quantitat de nitrogen gasós segons la reacció en fase heterogènia següent: 2 NaN3(s) ⇆ 2 Na(s) + 3 N2(g)    ΔH (a 600 K) > 0 En un reactor d’1,0 L de capacitat s’introdueixen 71,5 g d’azida de sodi i s’escalfa a 600 K per a provocar-ne la descomposició. Quan s’assoleix l’equilibri trobem en el reactor 6,5 g d’azida de sodi sense reaccionar. a) Determineu la constant d’equilibri en concentracions, Kc, de la reacció de descompo­ sició de l’azida de sodi a 600 K. [1 punt] b) Com influirà en la quantitat d’azida de sodi descomposta un augment de la temperatu­ ra si mantenim constant el volum del recipient? I un augment del volum si mantenim constant la temperatura? Argumenteu les respostes. [1 punt] Dades:  Masses atòmiques relatives: N = 14,0; Na = 23,0

a) Reacció: 2 NaN3(s) 2 Na(s) + 3 N2(g) Constant d’equilibri de concentracions: Kc = [N2]3 [0,3 p] Calculem la massa molecular de l’azida de sodi: Massa molecular del NaN3= (23,0) + (14,0 x 3) = 65 g/mol Mols inicials de NaN3= 71,5 g NaN3 x (1 mol NaN3 / 65 g NaN3) = 1,1 mols de NaN3 Mols en equilibri de NaN3 = 6,5 g NaN3 x (1 mol NaN3 / 65 g NaN3) = 0,1 mols NaN3 [0,1 p] Plantejament de l’equilibri i càlcul de “x”: 2 NaN3(s) 2 Na(s) + 3 N2(g) mols inicials 1,1 0 0 mols en equilibri 1,1 – 2 x 2 x 3x mols de NaN3 en equilibri = 0,1 = 1,1  2 x  x =(1,1 -0,1)/ 2 = 0,50 [0,2 p] Calculem la concentració de N2 en equilibri sabent que: V = 1,0 L [N2] = 3x / 1,0 = (3 x 0,50) / 1,0  [N2] = 1,5 M [0,2 p] Càlcul de la constant d’equilibri: Kc = [N2]3  Kc = (1,5)3 Kc = 3,375 [0,2 p]  Es penalitzarà 0,1 p, si expressen la constant d’equilibri amb unitats. b) Per descompondre més azida de sodi cal que la reacció es desplaci cap a la dreta. Augment de la temperatura (V= constant). [0,5 p] Raonam […]