Num recipiente de volume constante igual a
, inicialmente evacuado, foi introduzido
de pentacloreto de fósforo gasoso e puro. O recipiente foi mantido a
e, no equilíbrio final, foi verificada a existência de
de gás cloro. Qual das opções a seguir contém o valor aproximado da constante ( Kc ) do equilíbrio estabelecido dentro do cilindro e representado pela seguinte equação química?
Dado:
a) 0,179 b) 0,22 c) 0,42
d) 2,38 e) 4,52
a) 0,179 b) 0,22 c) 0,42
d) 2,38 e) 4,52
Passo 1
Primeiro, vamos entender o que o problema está nos pedindo. Temos um recipiente de volume constante onde inicialmente foi colocado 1,00 mol de pentacloreto de fósforo (PC₅) gasoso puro. A uma temperatura de 227°C, o sistema atinge o equilíbrio e são identificadas 33,4 g de gás cloro (Cl₂). Nosso objetivo é encontrar o valor da constante de equilíbrio (Kc) para a reação:
Para resolver este exercício, precisaremos usar conceitos de química de equilíbrio químico, particularmente a expressão da constante de equilíbrio em termos de concentrações molares.
Passo 2
Vamos começar determinando quantos mols de Cl₂ foram formados no equilíbrio. Sabemos que 33,4 g de Cl₂ foram produzidos. Utilizando a massa molar do Cl₂:
Note que a massa molar do Cl₂ é o dobro da massa atômica do Cl, ou seja, 35,5 g/mol × 2 = 71 g/mol aproximadamente.
Passo 3
A reação equilibrada é:
Podemos representar as concentrações de cada substância no equilíbrio em função de x, sendo x = mols de PC₅ que se decomporam.
Inicialmente, temos:
-
[PC₅]₀ = 1,00 mol / 1,00 dm³ = 1,00 M
-
[PC₃]₀ = 0
-
[Cl₂]₀ = 0
Durante o equilíbrio:
-
[PC₅] = 1,00 - x
-
[PC₃] = 0 + x = x
-
[Cl₂] = 0 + x = x
Conforme a quantidade de Cl₂ formada, que já calculamos como aproximadamente 0,471 mol.
Então, x ≈ 0,471 mol.
Passo 4
Agora, calculamos as concentrações das substâncias no equilíbrio, lembrando que o volume do recipiente é de 1,00 dm³, então a concentração em mol/dm³ é igual ao número de mols.
-
[PC₅] = 1,00 - 0,471 = 0,529 M
-
[PC₃] = 0,471 M
-
[Cl₂] = 0,471 M
Passo 5
Com as concentrações no equilíbrio, podemos escrever a expressão da constante de equilíbrio Kc para a reação:
Substituindo os valores que encontramos:
Resposta
O valor aproximado da constante de equilíbrio (Kc) é 0,42 (opção c).
Exercícios relacionados
Água e etanol são dois líquidos miscíveis em quaisquer proporções devido a ligações intermoleculares, denominadas:
A) iônicas.
B) pontes de hidrogênio.
C) covalentes coordenadas.
D) dipolo induzido - dipolo induzido.
E) dipolo permanente
A) iônicas.
B) pontes de hidrogênio.
C) covalentes coordenadas.
D) dipolo induzido - dipolo induzido.
E) dipolo permanente
Seja um mol de um gás ideal a uma temperatura de 400 K e à pressão atmosférica
. Esse gás passa por uma expansão isobárica até dobrar seu volume. Em seguida, esse gás passa por uma compressão isotérmica até voltar ao seu volume original. Qual a pressão ao final dos dois processos?
Aqueceram-se 2 mols de
em um recipiente fechado, com capacidade de 2 L . Atingindo o equilíbrio, o
estava
dissociado em
e
. Calcule a constante de equilíbrio.
A amônia é um produto básico para a produção de fertilizantes. Ela é produzida cataliticamente, em altas pressões (processo Haber), conforme a equação
Se a velocidade de produção de amônia foi medida como
, a velocidade da reação em termos de consumo de
será: