O monocloreto de bromo, BrCl , decompõe-se em bromo e cloro e atinge o equilibrio:
com
em 500 K . Se, inicialmente, BrCl puro está presente na concentração 3,30 mbar, qual é sua pressão parcial de BrCl na mistura em equilíbrio?
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício de equilíbrio químico! A gente precisa entender como o monocloreto de bromo (BrCl) se decompõe em bromo (Br₂) e cloro (Cl₂) quando está em equilíbrio. Para isso, vamos usar a constante de equilíbrio (K) e as pressões parciais das substâncias envolvidas. Precisamos aplicar conceitos de química sobre equilíbrio químico e usar equações de equilíbrio para achar a pressão parcial de BrCl na mistura.
Passo 2
Primeiro, vamos escrever a equação química do equilíbrio:
Aqui, 2 mols de BrCl se decompõem para formar 1 mol de Br₂ e 1 mol de Cl₂.
Passo 3
Agora, vamos expressar a constante de equilíbrio (K) para essa reação:
Onde $ P_{\mathrm{Br}2} $, $ P{\mathrm{Cl}2} $ e $ P{\mathrm{BrCl}} $ são as pressões parciais dos gases no equilíbrio.
Passo 4
Inicialmente, só temos BrCl a uma pressão de 3,30 mbar, e nenhuma das outras substâncias estão presentes. Vamos chamar a variação de pressão de BrCl de $ 2x $ (porque para cada 2 mols de BrCl que se decompõem, formam-se 1 mol de Br₂ e 1 mol de Cl₂).
Então, no equilíbrio teremos:
Passo 5
Substituindo esses valores na expressão da constante de equilíbrio:
Simplificando:
Passo 6
Vamos resolver essa equação para encontrar o valor de $ x $. Tirando a raiz quadrada dos dois lados:
Passo 7
Agora, isolamos $ x $:
Passo 8
Agora que temos $ x $, podemos encontrar a pressão parcial de BrCl no equilíbrio:
Resposta
A pressão parcial de BrCl na mistura em equilíbrio é aproximadamente 0,266 mbar.