O pentacloreto de fósforo, PCl5, é um reagente muito importante na Química Orgânica. Ele é preparado em fase gasosa através da reação:
PCl3+Cl2 PCl5. Num frasco de 2 litros, que contém, em equilíbrio, a 200^circ C, 0,12 mol de PCl5, 0,60 mol de PCl3 e 0,012 mol de Cl2. Calcule o valor da constante de equilibrio, em mol/l, a essa temperatura.

Passo 1

Beleza, vamos lá! A questão fala sobre uma reação química em equilíbrio envolvendo o pentacloreto de fósforo, PCl5. O que precisamos aqui é calcular a constante de equilíbrio ( Kc) dessa reação a uma temperatura específica. Para isso, vamos precisar entender como calcular as concentrações das substâncias envolvidas e aplicar a fórmula do Kc.

Passo 2

Primeiro, vamos identificar a reação dada:
PCl3 + Cl2 PCl5
Sabemos que no equilíbrio, temos:
  • 0,12, mol de PCl5
  • 0,60, mol de PCl3
  • 0,012, mol de Cl2
E o volume total do frasco é de 2, litros. Para trabalhar com concentração, vamos calcular a concentração molar de cada substância dividindo o número de mols pelo volume.

Passo 3

Vamos calcular as concentrações:
  • Concentração de PCl5:
    [PCl5] = 0,12, mol2, L = 0,06, mol/L
  • Concentração de PCl3:
    [PCl3] = 0,60, mol2, L = 0,30, mol/L
  • Concentração de Cl2:
    [Cl2] = 0,012, mol2, L = 0,006, mol/L

Passo 4

Agora, vamos lembrar que a constante de equilíbrio ( Kc) para a reação geral:
a, A + b, B rightarrow c, C
é dada por:
Kc = [C]^c[A]^a [B]^b
Aplicando isso à nossa reação:
PCl3 + Cl2 rightarrow PCl5
A expressão do Kc fica:
Kc = [PCl5][PCl3][Cl2]

Passo 5

Agora, é só substituir as concentrações que calculamos na fórmula do Kc:
Kc = 0,060,30 times 0,006
Vamos calcular o denominador primeiro:
0,30 times 0,006 = 0,0018
Então:
Kc = 0,060,0018 = 33,33, mol/L

Resposta

A constante de equilíbrio ( Kc) a 200^circ C é aproximadamente 33,33, mol/L.

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