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1. EQUILIBRIO QUIMICO

2. 1.- A partir de los siguientes equilibrios químicos:
(1) SiO2(cuarzo-) + 2F2(g)  SiF4(g) + O2(g) K1
(2) SiO2(cristobalita)  SiO2(cuarzo-) K2
(3) SiO2(cristobalita) + 4HF(g)  SiF4(g) + 2H2O(g) K3
Obtén la expresión de la constante de equilibrio de la reacción: F2(g) + H2O(g)  2HF(g) + 1/2O2(g)
SOLUCIÓN
La reacción global es ½(1) + ½(2) - ½(3)
1/2SiO2(cuarzo-) + F2(g)  1/2SiF4(g) + 1/2O2(g)
1/2SiO2(cristobalita)  1/2SiO2(cuarzo-)
1/2SiF4(g) + H2O(g)  1/2SiO2(cristobalita) + 2HF(g)
𝐾1
𝐾2
𝐾1 𝐾2
𝐾3
1
𝐾3
F2(g) + H2O(g)  2HF(g) + 1/2O2(g)
𝐾1
𝐾2
1
𝐾3
𝐾1 𝐾2
𝐾3
½(1)
½(2)
-½(3)

3. 1.- Dadas las reacciones: (1) S=
(aq) + 1/8S8(s)  S2
=
(aq) Ke1 = 1,7
(2) S=
(aq) + 1/4S8(s)  S3
=
(aq) Ke2 = 5,3
Calcula la cte de equilibrio de la reacción: 8S2
=
(aq) + S8(s)  8S3
=
(aq)
SOLUCIÓN
La reacción global es: 8(2) - 8(1)
8S2
=
(aq)  8S=
(aq) + S8(s) K´e1 = 1/(1,7)8
8S=
(aq) + 2S8(s)  8S3
=
(aq) K´e2 = (5,3)8
8S2
=
(aq) + S8(s)  8S3
=
(aq) Keglobal = K´e1K´e2 = (5,3/1,7)8 = 8.925,15
1
𝐾1
8
𝐾2
𝐾1
8
𝐾2
8
8(2)
-8(1)

4. 5.- El gas azul oscuro N2O3 se descompone en los gases NO and NO2. A 25 °C, el equilibrio de descomposición tiene una KP = 1,91.
Si 0,236 moles de N2O3 son colocados en un recipiente de 1,52 L a 25 °C, calcula las presiones parciales de N2O3(g), NO2(g) y NO(g)
en el equilibrio.
SOLUCION
N2O3(g)  NO2(g) + NO(g) 𝐾 =
𝑃 𝑁𝑂2·𝑃 𝑁𝑂
𝑃 𝑁2 𝑂3
= 1,91
Inicio 0,236
Eq 0,236(1 - ) 0,236 0,236
PN2O3V = nN2O3RT 1,52PN2O3 = 0,236(1 - )RT PN2O3 = 0,155(1 - )RT
PNO2V = nNO2RT 1,52PNO2 = 0,236RT PNO2 = PNO = 0,155RT
PNOV = nNORT 1,52PNO = 0,236RT
1,91 =
0,155 𝑅𝑇 2
0,155 1−  𝑅𝑇
= 384
2
1− 
2 + 5·10-3 - 5·10-3 = 0  = 0,068
PN2O3 = 0,155(1 -0,068)0,082·298 = 3,53 atm PNO2 = PNO = 0,155·0,068·0,082·298 = 0,26 atm
N2O3
NO2
N2O3
NO

5. 3.- Para la reacción: NH3(g) + H2S(g)  NH4HS(s) K = 400 a 35 ºC
Si inicialmente en un recipiente de 5 litros hay 2 moles de cada reactivo, calcula:
a) Si se forma un sólido en el equilibrio, su cantidad
b) La PH2S en el equilibrio
SOLUCION
a) NH3(g) + H2S(g)  NH4HS(s) 𝐾 =
1
𝑃 𝑁𝐻3· 𝑃 𝐻2 𝑆
= 400
Inicio 2 2
Equ 2(1-) 2(1-) 2
En el equilibrio: PNH3V = nNH3RT 5PNH3 = 2(1-)RT PNH3 = 0,4(1-)RT = PH2S
400 =
1
0,4 1− 𝑅𝑇 2 (1-)0,082·308 = 0,125  = 0,995
Si se formara el sólido y en moles = 2 = 2·0,995 = 1,99 y en g = 1,99·51 = 101,49
b) PH2S = 0,4(1-)RT = 0,4(1-0,995)0,082·308 = 0,05 atm
NH3 H2S
NH4HS
NH3 H2S

6. 6.- Se calientan 13,5 g de SO2Cl2 a 375 K para que en el equilibrio  = 0,5. Calcula el V de la mezcla de gases en el equilibrio.
SO2Cl2(g)  O2(g) + Cl2(g) + ½S2(g) Kp = 2,4
SOLUCION
no = moles iniciales de SO2Cl2 = 13,5g/134,9g/mol = 0,1
SO2Cl2(g)  O2(g) + Cl2(g) + ½S2(g)
Inicio 0,1 -- -- --
Eq 0,1(1 – 0,5) 0,1·0,5 0,1·0,5 0,1·0,25
𝐾 𝑝 =
𝑃 𝑂2 𝑃 𝐶𝑙2 𝑃 𝑆2
𝑃 𝑆𝑂2 𝐶𝑙2
PO2V = nO2RT PO2 = 0,05RT/V = PCl2 PS2 = 0,025RT/V
2,4 =
0,05𝑅𝑇
𝑉
·
0,05𝑅𝑇
𝑉
0,025𝑅𝑇
𝑉
0,05𝑅𝑇
𝑉
= 0,0079
0,082·375
𝑉
3
V = 30,75/45,17 = 0,681 litros
SO2Cl2
O2
Cl2
S2
SO2Cl2

7. 7.- El butano existe como dos isómeros: n-Butano  Isobutano KP = 2,5 a 25°C
¿Cuál es la P del isobutano en un recipiente con ambos isómeros en equilibrio, si Ptot = 1,22 atm?
SOLUCION
n-butano  isobutano KP = 2,5 = Piso/Pbut Pbut = Piso/2,5
Piso + Pbut = Ptot = 1,22 Piso + 0,4Piso = 1,22 Piso = 0,87 atm
n-Butano
n-Butano
Isobutano

8. 5.- El siguiente equilibrio a 1000 ºC: Br2(g) + H2(g)  2HBr(g) Kp = 1,6105 y Hº = --17,4 kcal/mol
Calcula la Kp a 1200 ºC de la reacción: HBr(g)  1/2Br2(g) + 1/2H2(g)
SOLUCION
Kp2= 0,393Kp1 Kp2 = 6,29104
Dado que esta reacción es la inversa dividida por 2 de la reacción original entonces a 1200 ºC su Kp = (1/Kp2)1/2
Kp = (1/6,27104)1/2 = 0,004
Ln
𝐾 𝑝2
𝐾 𝑝1
=
𝐻º
𝑅
1
𝑇1
−
1
𝑇2

Ln
𝐾 𝑝2
1,6·105 = −
17400
1,989
1
1273
−
1
1473
HBr
H2
HBr
Br2
H2
Br2
HBr
H2
Br2

9. 3.- En un recipiente cerrado de 20 litros a 1725 ºC hay inicialmente H2S que alcanza rápidamente el equilibrio según la ecuación:
H2S(g)  H2(g) + ½S2(g)
Al analizar la mezcla de equilibrio se determina que su densidad es de 8,5 g/L y que la presión dentro del recipiente es de 45,1 atm. Si
la temperatura permanece constante, calcula la Kp.
SOLUCION
La masa se conserva durante una reacción, y como el volumen es cte
Masa inicial de H2S = 8,5·20 = 170g moles iniciales de H2S = 170/34 = 5
H2S(g)  H2(g) + ½ S2(g)
Inicial 5
Eq. 5 – x x x/2 𝐾 𝑝 =
𝑃 𝐻2 𝑃 𝑆2
𝑃 𝐻2 𝑆
=
𝑋 𝐻2 𝑃 𝑋 𝑆2 𝑃
𝑋 𝐻2 𝑆 𝑃
=
𝑋 𝐻2
𝑋 𝐻2 𝑆
𝑋𝑆2
𝑃
𝑋 𝐻2
=
𝑥
5 + 0,5𝑥
=
1
5,5
= 0,182 𝑋𝑆2
=
0,5𝑥
5 + 0,5𝑥
=
0,5
5,5
= 0,091
𝑋 𝐻2 𝑆 =
5 − 𝑥
5 + 0,5𝑥
=
4
5,5
= 0,727 Moles totales en el equilibrio: nt = 5 + 0,5x
Aplicamos la ecuación de los gases ideales al equilibrio: PV = ntRT
45,1·20 = (5 + 0,5x)·0,082·1998 5,51 = 5 + 0,5x x = 1
𝐾 𝑝 =
0,182
0,727
0,091 · 45,1 = 0,507
H2S
H2
H2S
S2

10. 2.- A 5000 K y 1 atm el 83% de O2 de una muestra se han disociado según: O2(g)  2O(g)
A que P se disociaría el 95% a la misma tª.
SOLUCION
O2(g)  2O(g) 𝐾 =
𝑃 𝑂
2
𝑃 𝑂2
=
𝑋 𝑂 𝑃 𝑇
2
𝑋 𝑂2 𝑃 𝑇
= 𝑃 𝑇
𝑋 𝑂
2
𝑋 𝑂2
= 1 ·
0,907 2
0,093
= 8,85
Inicio no
Equ. no(1 - 0,83) 2no0,83
𝑋 𝑂 =
1,66𝑛 𝑜
1 + 0,83 𝑛 𝑜
= 0,907 XO2 = 1 – 0,907 = 0,093
O2(g)  2O(g) 𝐾 = 8,85 = 𝑃 𝑇
𝑋 𝑂
2
𝑋 𝑂2
=
0,974 2
0,026
PT = 36,5PT PT = 0,24 atm
Inicio no
Equilibrio no(1-0,95) 2no0,95
𝑋 𝑂 =
1,9𝑛 𝑜
1 + 0,95 𝑛 𝑜
= 0,974 XO2 = 1 – 0,974 = 0,026
O2
O2
O

11. 8.- La densidad del vapor del ácido trifluoroacético a 118,1 ºC y 468,5 mmHg, es 2,784 g/L. Calcula la Kc de asociación del ácido.
SOLUCION
La masa se conserva o sea que la molaridad inicial del ácido: 2,784/114 = 0,0244M
2F3CCOOH  F3CCOOH···HOOCCF3 𝐾𝑐 =
𝐷í𝑚𝑒𝑟𝑜
𝑀𝑜𝑛ó𝑚𝑒𝑟𝑜 2
Inic 0,0244
Eq 0,0244(1 - ) 0,0244/2
PV = nRT
0,616·1 = 0,0244(1 – 0,5)·0,082·391,1 (1 – 0,5) = 0,787  = 0,426
𝐾𝑐 =
0,0244

2
0,0244 1 −
2 =
0,0052
1,96·10−4 = 26,5
F3CCOOH
F3CCOOH
HOOCCF3
F3CCOOH

12. 40.- En un recipiente hay inicialmente cianuro amónico, NH4CN(s), que cuando alcanza el equilibrio de disociación, la presión total
es de 0,3 atm a una T dada. NH4CN(s)  HCN(g) + NH3(g)
Si se introduce inicialmente a la misma T, NH4CN(s) en exceso, siendo despreciable el volumen del sólido, en un recipiente de
volumen cte, que ya contiene HCN con una presión de 0,47 atm. ¿Cuál será la Ptotal dentro del recipiente cuando se alcance el
equilibrio?.
SOLUCION
NH4CN(s)  HCN(g) + NH3(g) Kp = PHCNPNH3
PHCN PNH3 PHCN = PNH3 = 0,3/2 = 0,15
Kp = (0,15)2 = 0,0225
NH4CN(s)  HCN(g) + NH3(g) Kp = P´HCNP´NH3
0,47 + x x P´NH3 = x
P´HCN = 0,47 + x
0,0225 = (0,47 + x)x x2 + 0,47x – 0,0225 = 0 x = 0,044
PT = P´HCN + P´NH3 = (0,47 + 0,044) + 0,044 = 0,56 atm
NH4CN
HCN
NH3
HCN
NH3
HCN
HCN
HCN
HCN
NH3
HCN
NH4CN

13. CO2
CO2
CO2
11.- Calcula la [CO2] a 0 ºC y a 500 ºC, para que las siguientes especies estén en equilibrio:
CaCO3(s)  CaO(s) + CO2(g) Gºr = 356,6 kJ/mol
Podría estar en equilibrio en la atmósfera terrestre 0,035 % en volumen y en la de venus 90 atm
SOLUCION
CaCO3(s)  CaO(s) + CO2(g) K = PCO2
Gº = - RTLnK = 356600 = - 8,314·273LnK K = 5,85·10-69 = PCO2
Gº = - RTLnK = 356600 = - 8,314·773LnK K = 8·10--25 = PCO2

14. 19.- Dadas las reacciones, indica de qué manera un organismo vivo cuya temperatura corporal es de 37 ºC, puede sintetizar la máxima
cantidad de sacarosa posible.
ATP4-
(aq) + H2O(l)  ADP3-
(aq) + HPO4
=
(aq) + H+
(aq) ΔG*
1 = -30 kJ
Glucosa(aq) + Fructosa(aq)  Sacarosa(aq) + H2O(l) ΔG*
2 = +23 kJ
SOLUCION
* Indica estado estándar pero pH = 7
Si el organismo decidiese sintetizar sacarosa a partir de la reacción 2 directamente
ΔG*
2 = - RTlnKe2 -23000 J = 8,314·310lnKe2 lnK2 = - 8,924 K2 = 1,33·10-4
Sin embargo, si el organismo hiciera uso de la reacción 1 para acoplarla con la 2, la reacción global sería, aplicando la ley de Hess:
Glucosa(aq) + Fructosa(aq) + ATP4-
(aq)  Sacarosa(aq) + ADP3-
(aq) + HPO4
=
(aq) + H+
(aq) ΔG*
tot = ΔG*
1 + ΔG*
2 = -30 + 23 = -7 kJ
En este caso la KGlobal sería
ΔG*
Global = -RTlnKGlob -7000 J = -8,314·310lnKGlob LnKGlob = 2,716 KGlob = 15,12
KGlobal/K2 = 15,12/1,33·10-4 = 113.684,21
EQUILIBRIO BIOQUIMICO

15. ΔG*
tot = - 7 kJ
-7 kJ, invertidos en calor y en deformar el suelo y el cuerpo al
chocar
Sistemas Acoplados
ATP4-
(aq) + H2O
ΔG*
1 = - 30 kJ
ADP3-
(aq) + HPO4
=
(aq) + H+
(aq) Glucosa(aq) + Fructosa(aq)
ΔG*
2 = + 23 kJ
Sacarosa(aq) + H2O

16. 13.- Sea la reacción bioquímica: ADP(ac) + HPO4
=
(ac)  ATP(ac) + H2O ΔG*
2 = 31 kJ/mol
Calcula:
a) La K a 37ºC de la reacción: Glucosa(ac) + HPO4
=
(ac)  Glucosa-6-P(ac) + H2O ΔG*
1 = 3,3 kJ/mol
b) La K a 37ºC de la reacción: Glucosa(ac) + ATP(ac)  Glucosa-6-P(ac) + ADP(ac) ΔG*
tot
SOLUCION
El pH = 7 por eso usamos Gº´ y la K obtenida con estos datos es a dicho pH
a) LnK = -Gº´/RT = 3300/8,314·310 = 1,28 K = 3,6
b) La reacción global consiste en restar (1) – (2) o bien sumar a (1) la inversa de la (2)
(1) Glucosa(ac) + HPO4
=  Glucosa-6-P(ac) + H2O ΔG*
1 = 3,3 kJ/mol
(2) ATP + H2O  ADP + HPO4
= ΔG*
2 = - 31 kJ/mol
(total) Glucosa(ac) + ATP(ac)  Glucosa-6-P(ac) + ADP(ac) ΔG*
tot = Gº´1 + Gº´2 = 3,3 – 31 = - 27,7kJ/mol
LnK = -Gº´tot/RT = 27700/8,314·310 = 10,75 K = 4,65·104

17. ΔG*
tot = - 27,7 kJ
-27,7 kJ, invertidos en calor y en deformar el suelo y
el cuerpo al chocar
Sistemas AcopladosATP(ac) + H2O
ΔG*
Inv, 2 = - 31 kJ
ADP(ac) + HPO4
=
(ac)
Glucosa(ac) + HPO4
=
(ac)
ΔG*
1 = + 3,3 kJ
Glucosa-6-P(ac) + H2O

18. 19.- La transcripción del ADN se inicia con la unión de una proteína que se denomina Factor de Transcripción (Ft). En una
disolución hay inicialmente una [ADN]o = 1nM y una [Ft]o = 2nM, y cuando se alcanza el equilibrio de unión, la ratio [ADN-
Ft]eq/[ADN]eq vale 9. Si en la disolución anterior la [Ft]o hubiese sido 1nM, ¿cuál habría sido la [ADN-Ft]eq (M)?.
+
+
10-9 – x 2·10-9 – x x
ADN−Ft eq
ADN eq
=
𝑥
10−9 − 𝑥
= 9 x = 9·10-10
𝐾𝑒𝑞 =
ADN − Ft eq
1𝑀
𝐹𝑡 𝑒𝑞
1𝑀
·
ADN eq
1𝑀
=
𝑥
10−9 − 𝑥 2 · 10−9 − 𝑥
=
9 · 10−10
10−10 · 1,1 · 10−9 = 8,2 · 109
ADN Ft ADN-Ft
SOLUCION
10-9 – y 10-9 – y y
𝐾𝑒𝑞 =
ADN−Ft eq
𝐹𝑡 𝑒𝑞 ADN eq
=
𝑦
10−9 − 𝑦 2 = 8,2 · 109
8,2·109y2 - 17,4y + 8,2·10-9 = 0
y = [ADN-Ft]eq = 7,06·10-10M = 0,706 nM

19. La Sacarosa-P se sintetiza según la reacción exotérmica: Fructosa-P(ac) + Glucosa(ac)  Sacarosa-P(ac) Ke = 0,05
a) ¿Cómo afecta al equilibrio una deshidratación (eliminación parcial de disolvente)? y ¿Por qué?
b) ¿Cómo afecta a la síntesis de Sacarosa-P, un aumento de tª (p. ej. un proceso febril)? y ¿Por qué?
c) ¿Cuál es el % de conversión cuando la reacción es catalizada por la enzima Sacarosa fosfato sintasa? y ¿Por qué?
SOLUCIÓN
𝐾 =
𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑆𝑎𝑐𝑎𝑟𝑜𝑠𝑎 − 𝑃
𝑉
𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝐹𝑟𝑢𝑐𝑡𝑜𝑠𝑎 − 𝑃
𝑉
·
𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝐺𝑙𝑢𝑐𝑜𝑠𝑎
𝑉
= 𝑉 ·
𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑆𝑎𝑐𝑎𝑟𝑜𝑠𝑎 − 𝑃
𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝐹𝑟𝑢𝑐𝑡𝑜𝑠𝑎 − 𝑃 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝐺𝑙𝑢𝑐𝑜𝑠𝑎
a) Según el Principio de Le Chatelier una disminución del volumen desplaza el equilibrio hacia donde menos moles se generan, en este caso se
sintetiza más Sacarosa-P
La expresión de Ke, explica que al disminuir el volumen debe aumentar el valor del cociente de moles, es decir que se sintetiza más Sacarosa-P.
b) La reacción es exotérmica y según el Principio de Le Chatelier un aumento de tª desplaza el equilibrio hacia la disminución, en este caso, de la
síntesis de Sacarosa-P, debido a que para una reacción exotérmica (ΔHºr < 0) la Ke disminuye con la tª según la ecuación de Van´t Hoff.
c) Un catalizador sólo afecta a la velocidad que tarda en alcanzarse un equilibrio dado, porque disminuye Ea. Un catalizador nunca afecta al
equilibrio pues no modifica la energía química ni de los reactivos ni de los productos; pues violaría la 2ª ley de la termodinámica, que dice que no
puede absorberse calor de los alrededores y transformarse íntegramente en trabajo sin ningún otro efecto.
Sacarosa-P
Fructosa-P Glucosa

20. Tenemos una disolución de 16 g/L de hemoglobina (22) de masa molar 64 kDa. Calcula el grado de disociación, en %, de la
hemoglobina a 37 ºC.
SOLUCION
31.- La hemoglobina en disolución presenta el siguiente equilibrio de disociación:
[22]o = 16/64000 = 2,5·10-4M Gºr = -RTLnKe 33095 = -8,314·310LnKe
22  2 Ke = 2,65·10-6
Inic 2,5·10-4
6,625·10-10(1 - ) = 2,5·10-72 2 + 0,00265 - 0,00265 = 0  = 0,05 = (5%)
Eq 2,5·10-4(1 - ) 5·10-4
Subunidad 
Subunidad β
𝐾𝑒 =
 𝛽 2
2 𝛽2
=
5 · 10−4
 2
2,5 · 10−4 1 − 
= 2,65 · 10−6
22  2 Gºr = 33,095 kJ/mol
 +

21. 14.- A y B son las cadenas complementarias del DNA. Si la [A]o = [B]o =10-5 M y la KfDNA = 1,8·106. Calcula el % de ambas cadenas
que esta asociado para formar DNA dúplex. (existe DNA tríplex y cuádruplex) y también cadenas que se autoasocian. A  A2
SOLUCION
A B DNA
Inicio 10-5 10-5
Eq 10-5 – x 10-5 – x x K = 1,8·106 = x/(10-5 – x)2
1,8·106(x2 - 2·10-5x + 10-10) = x x2 - 2,056·10-5x + 10-10 = 0 x = [DNA] = 7,9·10-6
% A asociado = 100[DNA]/[A]o = 100(7,9·10-6/10-5) = 79 % = % B asociado
+  K = 1,8·106

22. 17.- Proceso de unión de un factor de transcripción al DNA. Si partimos de una [DNA]o = 100pM, y una [F]o = 200 pM se encuentra
que en equilibrio la ratio [F-DNA]/[DNA] es 4:1. Calcula: a) la Kdisociacion
b) El parámetro r, que se define, cuando se alcanza el equilibrio, como moles de F unido/moles totales de DNA = [F-DNA]/([F-DNA]
+ [DNA])
b) La ratio [F-DNA]/[DNA], si hubiésemos añadido la mitad de la [F]o
SOLUCION
a) F + DNA  F-DNA 𝐾𝑓 =
𝐹−𝐷𝑁𝐴
𝐹 𝐷𝑁𝐴
In 2·10-10 10-10
Eq 2·10-10 - x 10-10 – x x
𝐹−𝐷𝑁𝐴
𝐷𝑁𝐴
=
𝑥
10−10 − 𝑥
= 4 5x = 10-10 x = 2·10-11
𝐾𝑓 =
𝑥
2·10−10 − 𝑥 10−10 − 𝑥
=
2·10−11
1,8·10−10 · 8·10−11 = 1,4 · 109 Kdis =
1
𝐾 𝑓
= 7,14·10-10
b) 𝑟 =
𝐹−𝐷𝑁𝐴
𝐹−𝐷𝑁𝐴 + 𝐷𝑁𝐴
=
2·10−11
2·10−11 + 10−10 − 2·10−11 = 0,2
+  K
GEN
PROMOTOR

23. c) F + DNA  F-DNA 𝐾𝑓 =
𝐹−𝐷𝑁𝐴
𝐹 𝐷𝑁𝐴
Inic 10-10 10-10
Eq 10-10 - x 10-10 – x x
𝐾𝑓 = 1,4 · 10−9
=
𝑥
10−10 − 𝑥 2 x = [F-DNA] = 1,1·10-11
𝐹 − 𝐷𝑁𝐴
𝐷𝑁𝐴
=
1,1 · 10−11
10−10 − 1,1 · 10−11
=
1,1 · 10−11
8,9 · 10−11

1
8