Sabiendo que a 35ºC la constante

El grado de disociación a (alfa) es la fracción de mol que se disocia, es decir, el número de moles disociados por cada mol inicial; evidentemente será un número comprendido entre 0 (nada disociada la sustancia) y 1 (totalmente disociada). Aquí nos lo dan en porcentaje, lo que quiere decir los moles que se disocian de cada 100. Si dividimos ese porcentaje entre 100 obtendremos el grado de disociación; en este caso, 0,4.

N2O4   <---> 2 NO2

Si partiéramos de 1 mol de N2O4 se habrían disociado a moles (0,4); pero partimos de un número de moles n, en general, luego el número de moles que se disocian es n · a. En el equilibrio quedarán entonces los iniciales n menos los que se han disociado: n - n · a = n(1-a).

En cuanto al NO2 formado razonaremos de forma parecida; si se disociaran a moles de N2O4 se formarían 2a moles de NO2; como los que se disocian son n·a, los moles de NO2 formados serán 2na.

En el equilibrio, tendremos un número total de moles dado por

n(total) = n - na + 2na = n + na = n(1+a)

a)

La presión parcial de cada gas es su fracción molar por la presión total P(t):

p(N2O4) = [n(1-a) / n(1+a)] · P(t) = [(1-a) / (1+a)] · P(t)

Análogamente para el NO2:

p(NO2) = 2na / [n(1+a)] · P(total) = 2a / [(1+a)] · P(t)

La expresión de la constante en función de las presiones parciales es:

Kp = = P(NO2)^2 / p(N2O4) = [2a / [(1+a)] · P(t)]^2 / [(1-a) / (1+a)] · P(t)

Kp = [4a^2 / (1+a)] (1-a) · P(t)

Como (1+a) · (1-a) = 1 – a^2 queda

Kp = [4a^2 / (1-a^2)] · P(t)

de donde, siendo a = 0,4,

P(t) = 0,42 atm

b) Si la presión se duplica, según el principio de Le Chatelier, el sistema evoluciona para oponerse al aumento de presión; la manera de conseguirlo es disminuir el número de moles presentes, y eso sólo se consigue desplazándose el equilibrio hacia la izquierda, porque cada dos moles que se asocien producen solamente un mol.

Podemos calcular el nuevo valor de a poniendo Kp en función de a según lo visto antes.

Kp = [4a^2 / (1-a^2)] · P(t)

Si P(t) ahora vale 0,42 · 2 = 0,84 atm, sustituyendo tendremos

0,32 = [4a^2 / (1-a^2)] · 0,84

Operando queda

a = 0,295 (29,5%)

Vemos, como dijimos antes, que la disociación es menor, de acuerdo con el principio de Le Chatelier.

Estimada Roberta: En los siguientes enlaces encontrarías la respuesta:

http://www.iesalandalus.com/joomla3/images/stories/FisicayQuimica/Qui2B/tema02cineticaequilibrio.pdf 

https://issuu.com/albacriscano/docs/ejercicios-resueltos-de-equilibrio