3a. QUESTÃO (17/1):
A
, o Kp da reação abaixo é 0,600.
Considere que em um recipiente de 2,5 L foram colocados 2,5 mols de
mols de
e 10,0 mols de
na referida temperatura.
a) Verifique se o sistema está ou não em equilibrio nas condições descritas.
a) Verifique se o sistema está ou não em equilibrio nas condições descritas.
Passo 1
Beleza, vamos lá! A questão fala sobre uma reação química onde temos alguns gases dentro de um recipiente e queremos descobrir se essa mistura já está no equilíbrio naquela temperatura específica. A matéria aqui é Equilíbrio Químico, e para resolver isso, a gente vai precisar calcular as pressões parciais de cada gás e comparar a razão de reação atual (Qp) com a constante de equilíbrio (Kp) que foi dada.
Passo 2
Primeiro passo é calcular as pressões parciais de cada gás no recipiente. Para isso, vamos usar a Lei dos Gases Ideais, que diz:
Onde:
- $ P $ é a pressão,
- $ n $ é o número de mols,
- $ R $ é a constante dos gases (0,0821 L·atm·mol⁻¹·K⁻¹),
- $ T $ é a temperatura em Kelvin,
- $ V $ é o volume.
A temperatura dada é 200°C, que em Kelvin fica:
Passo 3
Agora, vamos calcular a pressão parcial de cada gás usando a fórmula acima.
Para $ \mathrm{PClBr}_{2} $:
Para $ \mathrm{PCl}_{3} $:
Para $ \mathrm{PBr}_{3} $:
Passo 4
Com as pressões parciais calculadas, vamos determinar a razão de reação $ Q_p $ usando a expressão da reação:
A expressão para $ Q_p $ é:
No enunciado, não foi dada a quantidade de $ \mathrm{PCl}{2}\mathrm{Br} $, então vamos considerar que inicialmente não há esse reagente, ou seja, $ P{\mathrm{PCl}_{2}\mathrm{Br}} = 0 $. Isso faz com que:
Resposta
Como $ Q_p $ é maior que $ K_p $ (∞ > 0,600), o sistema não está em equilíbrio nas condições descritas.