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Dificuldade: fácil

O pentacloreto de fósforo, $\mathrm{PCl}_{5}$, pode decompor-se, em fase gasosa, originando tricloreto de fósforo, $\mathrm{PCl}_{3}$, e cloro, $\mathrm{Cl}_{2}$. Esta reação pode ser traduzida por

$$\mathrm{PCl}_{5}(\mathrm{g}) \rightleftharpoons \mathrm{PCl}_{3}(\mathrm{g})+\mathrm{Cl}_{2}(\mathrm{g})$$

Um reator de volume variável contém, inicialmente, apenas $3,00 ~\mathrm{mol}$ de $\mathrm{PCl}_{5}(\mathrm{g})$ e $0,80 \mathrm{~mol}$ de $\mathrm{PCl}_{3}(\mathrm{g})$.

O sistema atinge o equilíbrio à temperatura $T$. Considere que o volume do reator é $2,5 \mathrm{~dm}^{3}$ e que não reagiu $90 \%$ da quantidade inicial de $\mathrm{PCl}_{5}(\mathrm{g})$.

Questão:

Determine a constante de equilíbrio, $K_{\mathrm{c}}$, da reação de decomposição considerada, à temperatura $T$. Apresente todos os cálculos efetuados.

Fonte: Exame - 2021, 1ª fase
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Tabela Periódica
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Formulário

Fonte: IAVE

Fonte: IAVE

Resolução do Exercício:

1) Calcula a quantidade de $\mathrm{Cl}_{2}(g)$ no estado de equilíbrio.

Dos $3,00 \mathrm{~mol}$ inicial, reagiram $100 \%-90 \%=10 \%$, logo, $\frac{10}{100} \times 3,00 \mathrm{~mol}=0,30 \mathrm{~mol} \mathrm{~PCl}_{5}$

Como a estequiometria da reação é $1: 1: 1$, vem que a quantidade de $\mathrm{Cl}_{2}(g)$ em equilíbrio é igual a $0,30 \mathrm{~mol}$.

2) Calcula a quantidade de $\mathrm{PCl}_{3}$ no estado de equilíbrio.

Como já existiam 0,80 mol de $\mathrm{PCl}_{3}$ no reator e foram produzidos, adicionalmente, com a reação, $0,30 \mathrm{~mol}$, em equilíbrio, existem no total $0,30+0,80=1,10 \mathrm{~mol} \mathrm{PCl}_{3}$

3) Calcula a constante de equilíbrio, $K_{c}$, da reação de decomposição considerada, à temperatura $T$.

$$\left.\begin{array}{l}c_{\mathrm{PCl}_{5}}=\frac{2,70 \mathrm{~mol}}{2,5 \mathrm{~dm}^{3}}=1,08 \mathrm{~mol} \mathrm{~dm}^{-3} \\c_{\mathrm{PCl}_{3}}=\frac{1,10 \mathrm{~mol}}{2,5 \mathrm{~dm}^{3}}=0,440 \mathrm{~mol} \mathrm{~dm}^{-3} \\c_{\mathrm{Cl}_{2}}=\frac{0,30 \mathrm{~mol}}{2,5 \mathrm{~dm}^{3}}=0,120 \mathrm{~mol} \mathrm{~dm}^{-3}\end{array}\right\} \Rightarrow K_{c}=\frac{\left[\mathrm{PCl}_{3}\right]\left[\mathrm{Cl}_{2}\right]}{\left[\mathrm{PCl}_{5}\right]} K_{c}=\frac{0,440 \times 0,120}{1,08}=4,9 \times 10^{-2}$$

Fonte: Lucas Campos

Assinala os critérios que a tua resposta incluiu corretamente:



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