3a. QUESTÃO (17/1):

A 200^circ C, o Kp da reação abaixo é 0,600.
PCl2 Br(g)+PClBr2(g) <=ftharpoons PCl3(g)+PBr3(g)
Considere que em um recipiente de 2,5 L foram colocados 2,5 mols de PClBr2, 7,5 mols de PCl3 e 10,0 mols de PBr3 na referida temperatura.
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:
P = nRTV
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:
P

Passo 3

Agora, vamos calcular a pressão parcial de cada gás usando a fórmula acima.
Para $ \mathrm{PClBr}_{2} $:
PClBr2
Para $ \mathrm{PCl}_{3} $:
PPClBr2 = 2,5 , mol times 0,0821 , L·atmmol·K times 473 , K2,5 , L = 0,0821 times 473 approx 38,84 , atm
Para $ \mathrm{PBr}_{3} $:
PCl3

Passo 4

Com as pressões parciais calculadas, vamos determinar a razão de reação $ Q_p $ usando a expressão da reação:
Qp
A expressão para $ Q_p $ é:
PCl2 Br (g) + PClBr2 (g) <=ftharpoons PCl3 (g) + PBr3 (g)
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:
Qp

Resposta

Como $ Q_p $ é maior que $ K_p $ (∞ > 0,600), o sistema não está em equilíbrio nas condições descritas.

Exercícios relacionados