Uma amostra de P C l5, de massa 2,69g, foi colocada num frasco de 1 litro e completamente vaporizada a uma temperatura de 250^circ C. A pressão total observada foi de 1 atm. Existe a possibilidade de que um pouco de P C l5 tenha se dissociado segundo a reação abaixo:
PCl5 rightarrows PCl3+Cl2
O PCl5 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:
nPCl5 = 2,69, g208,2, g/mol approx 0,0129, mol

Passo 3

Agora, vamos considerar que uma certa quantidade de PCl₅, que chamaremos de x, se dissocia em PCl₃ e Cl₂. A reação é:
PCl5 rightarrows PCl3 + Cl2
Então, no equilíbrio teremos:
  • PCl₅: 0,0129 - x mol
  • PCl₃: x mol
  • Cl₂: x mol

Passo 4

A pressão total é a soma das pressões parciais de cada gás. Usando a lei dos gases ideais:
Ptotal = PPCl5 + PPCl3 + PCl2 = 1, atm
Sabemos que a pressão parcial de cada gás é proporcional à quantidade de mols:
Pi = nintotal times Ptotal
Onde ntotal = 0,0129 - x + x + x = 0,0129 + x

Passo 5

Podemos substituir na equação da pressão total:
0,0129 - x0,0129 + x + x0,0129 + x + x0,0129 + x = 1
Simplificando:
0,0129 - x + x + x0,0129 + x = 1 0,0129 + x0,0129 + x = 1
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:
nPCl5 approx 0,0129, mol nPCl3 approx x, mol nCl2 approx x, mol
A pressão parcial de PCl₅ será aproximadamente:
PPCl5 approx 0,01290,0129 times 1, atm = 1, atm
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:
  • PPCl5 approx 1, atm
  • PPCl3 approx 0, atm
  • PCl2 approx 0, atm
As frações molares são:
  • XPCl5 approx 1
  • XPCl3 approx 0
  • XCl2 approx 0
Isso indica que, na prática, a dissociação foi mínima sob as condições dadas.

Exercícios relacionados