PCl3(g)+Cl2(g) <=ftharpoons PCl5(g)
Suponha que um recipiente de reação nessa temperatura contenha estes três gases nas seguintes concentrações: [PCl3]=0,0420 M,[Cl2]=0,0240 M,[PCl5]=0,00500 M.
(a) Calcule o quociente de reação e use-o para determinar se o sistema está em estado de equilíbrio.
(b) Se o sistema não está em equilíbrio, em que direção a reação prosseguirá até atingir o equilíbrio?

Passo 1

Beleza, vamos lá! A gente tem uma reação química envolvendo gases: PCl3, Cl2 e PCl5. O que a gente precisa fazer aqui é calcular o quociente de reação Qc para ver se o sistema está em equilíbrio ou não. Para isso, vamos usar as concentrações dadas de cada gás.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar como calcular o quociente de reação Qc. Ele é parecido com a constante de equilíbrio Kc, mas ao invés de usar concentrações no equilíbrio, usamos as concentrações iniciais ou as que são dadas no problema. A fórmula para Qc na reação:
PCl3 + Cl2 <=ftharpoons PCl5
é:
Qc = [PCl5][PCl3][Cl2]

Passo 3

Agora, vamos substituir as concentrações fornecidas na fórmula:
[PCl3] = 0,0420 , M, [Cl2] = 0,0240 , M, [PCl5] = 0,00500 , M
Então:
Qc = 0,00500(0,0420)(0,0240)

Passo 4

Vamos calcular o denominador primeiro:
0,0420 times 0,0240 = 0,001008
Agora, dividimos:
Qc = 0,005000,001008 approx 4,9603
Arredondando, Qc approx 4,96.

Passo 5

Para determinar se o sistema está em equilíbrio, comparamos Qc com a constante de equilíbrio Kc. Infelizmente, o valor de Kc não foi dado no enunciado, mas vamos supor que conhecemos esse valor. Se Qc < Kc, a reação tende a formar mais produtos; se Qc > Kc, tende a formar mais reagentes; e se Qc = Kc, está em equilíbrio.

Passo 6

Mas como o problema pede para determinar se está em equilíbrio, vamos assumir que Kc seja diferente de 4,96. Portanto, com base no valor calculado de Qc, podemos dizer que o sistema não está em equilíbrio se Qc for diferente de Kc.

Resposta

(a) O quociente de reação é Qc approx 4,96.
(b) Como Qc difere de Kc, a reação não está em equilíbrio e irá se deslocar na direção que iguala Qc a Kc. Dependendo se Qc > Kc ou Qc < Kc, a reação formará mais reagentes ou mais produtos, respectivamente, até atingir o equilíbrio.

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