A 100^circ C a constante de equilíbrio para a reação COCl2(g) <=ftarrows CO(g)+Cl2(g) é 6,71 times 10^-9. Para PC O C l 2=6,12 times 10^-2 atm, PC O=1,01 times 10^-4 atm e PC l 2=2,03 times 10^-4, o sistema encontra-se em equilíbrio? Caso não esteja, indique em que sentido a reação prosseguirá.

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício de equilíbrio químico! A gente tem a reação:
COCl2(g) <=ftarrows CO(g)+Cl2(g)
A constante de equilíbrio ($ K $) para essa reação a 100°C é $ 6,71 \times 10^{-9} $. Queremos saber se, com as pressões parciais dadas de $ \mathrm{COCl}{2} $, $ \mathrm{CO} $ e $ \mathrm{Cl}{2} K áíãçãçãçã Q $) e comparar com o $ K $.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar como calcular o quociente de reação ($ Q $). Ele tem a mesma fórmula do $ K $, mas usa as pressões ou concentrações atuais, não necessariamente as do equilíbrio. Para essa reação, a expressão de $ Q $ fica assim:
Q
Onde:
  • $ P_{\mathrm{CO}} $ é a pressão parcial de CO
  • $ P_{\mathrm{Cl}_{2}} $ é a pressão parcial de Cl₂
  • $ P_{\mathrm{COCl}_{2}} $ é a pressão parcial de COCl₂

Passo 3

Agora, vamos substituir os valores dados na expressão do $ Q $:
Q
Vamos calcular o numerador primeiro:
Q = (1,01 times 10^-4, atm) times (2,03 times 10^-4, atm)6,12 times 10^-2, atm
Agora, dividimos pelo denominador:
1,01 times 10^-4 times 2,03 times 10^-4 = 2,0503 times 10^-8, atm^2

Passo 4

Agora que temos o valor do $ Q $, vamos comparar com o $ K $:
Q
K
Observamos que $ Q > K $.

Passo 5

O que isso significa? Quando $ Q > K $, quer dizer que há mais produtos do que o esperado no equilíbrio. Para que o sistema atinja o equilíbrio, a reação vai precisar “consumir” alguns produtos e formar mais reagentes. Portanto, a reação vai se deslocar para a esquerda, formando mais COCl₂ e diminuindo as quantidades de CO e Cl₂.

Resposta

Não, o sistema não está em equilíbrio. A reação vai se deslocar para a esquerda.

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