Uma amostra de
, de massa 2,69g, foi colocada num frasco de 1 litro e completamente vaporizada a uma temperatura de
. A pressão total observada foi de 1 atm. Existe a possibilidade de que um pouco de
tenha se dissociado segundo a reação abaixo:
O
se dissociou, por quê? Caso tenha ocorrido dissociação, determine as pressões parciais e frações molares de todas as substâncias.
Passo 1
Beleza, vamos lá! Você tem uma amostra de 2,69g de PCl₅ que foi vaporizada num frasco de 1 litro a 250°C, resultando numa pressão total de 1 atm. A questão quer saber se o PCl₅ se dissociou em PCl₃ e Cl₂, e se sim, determinar as pressões parciais e frações molares de cada substância. Vamos usar conceitos de química de equilíbrio e lei dos gases ideais para resolver isso.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular quantos mols de PCl₅ temos. A massa molar do PCl₅ é aproximadamente 208,2 g/mol. Então:
Passo 3
Agora, vamos considerar que uma certa quantidade de PCl₅, que chamaremos de x, se dissocia em PCl₃ e Cl₂. A reação é:
Então, no equilíbrio teremos:
- PCl₅:
mol - PCl₃:
mol - Cl₂:
mol
Passo 4
A pressão total é a soma das pressões parciais de cada gás. Usando a lei dos gases ideais:
Sabemos que a pressão parcial de cada gás é proporcional à quantidade de mols:
Onde
Passo 5
Podemos substituir na equação da pressão total:
Simplificando:
Essa equação é verdadeira para qualquer valor de x, o que significa que precisamos de mais informações para encontrar x. Geralmente, isso requer a constante de equilíbrio, mas como não foi fornecida, vamos considerar que uma pequena dissociação ocorre devido à alta temperatura.
Passo 6
Assumindo uma dissociação insignificante, podemos aproximar que x é muito pequeno comparado a 0,0129 mol. Assim:
A pressão parcial de PCl₅ será aproximadamente:
E as pressões parciais de PCl₃ e Cl₂ serão muito pequenas, próximas de zero.
Resposta
Sim, o PCl₅ se dissociou parcialmente em PCl₃ e Cl₂. As pressões parciais são aproximadamente:
As frações molares são:
Isso indica que, na prática, a dissociação foi mínima sob as condições dadas.
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