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Enunciado

Química - Princípios de Química: Questionando a Vida Moderna e o Meio Ambiente - 5ª Edição - Peter Atkins, Loretta Jones e Leroy Laverman- Ed: 5º - Capítulo 10.1 - Ex. 118

Um químico tem de preparar um composto P H 3 B C l 3 usando a reação P H 3 g + B C l 3 → P H 3 B C l 3 ( g ) , para qual K = 19,2   em 60 º C . Escreva a expressão de K .(b) Qual é o valor de K c nessa reação?(c) Um pouco de P H 3 B C l 3 , sólido foi adicionado a um balão fechado de 500. m L em 60 º C que já continha 0,0128 mol de P H 3 ? (d) Em 70 . º C , K = 26,2 . A reação é exotérmica ou endotérmica? Explique seu raciocínio. (e) Qual é o novo valor de K c ? Os reagentes da reação acima podem ser classificados como ácidos ou bases. Explique sua resposta

Passo 1

  1. Da reação:

P H 3 g + B C l 3 → P H 3 B C l 3 g

A expressão de K é dada por: K = p P H 3 B C l 3 p P H 3 × p B C l 3

Passo 2

(b) Para calcular o valor de K c podemos utilizar a expressão:

K = K c R T Δ n K c = K R T Δ n

Dados:

R = 0,08314   L ⋅ b a r ⋅ K - 1 × m o l - 1 T = 60 + 713   K = 333   K Δ n = 0 - 2 = 2

K c = 19,2 008314 L × 333 - 2 K c = 1,48 × 10 4

Passo 3

(c) Utilizando a equação dos gases ideais, podemos calcular a pressão parcial pedida.

Dados:

V = 0,500 L n = 0,0128 R = 0,083414   L ⋅ b a r ⋅ K - 1 ⋅ 333   K

P P H 3 = n R T V P P H 3 = 0,0128   m o l × 0,08314 × 333 0,500   L P P H 3 = 0,7088   b a r

Montando a tabela do equilíbrio:

Agora, substituindo esses valores na expressão da constante de equilíbrio:

K = 1 0,7088 + x ⋅ x 19,2 = 1 0,788 + x ⋅ x x 2 + 0,7088 x - 0,05208 = 0 x = - 0,7088 ± 0,7088 - 4 × 1 × - 0,05208 2 x 1 = 0,0671 x 2 = - 0,776   ( n ã o   s e r v e )

Portanto:

p P H 3 = 0,7088 + 0,6712   p P H 3 = 0,7759   b a r

Podemos, enfim, calcular a concentração no equilíbrio através da expressão:

c P H 3 = p P H 3 R T c P H 3 = 0,7759 0,08314 × 333 = 0,0280   m o l × L - 1

Passo 4

(d) K aumenta à medida que T aumenta. Assim, a posição de equilíbrio é alterada em direção aos produtos quando calor é adicionado. Portanto, a reação é endotérmica.

Passo 5

e) Calculando o novo valor da constante de equilíbrio:Dados: R = 0,08314   L ⋅ b a r ⋅ K - 1 ⋅ m o l - 1 T = 70 + 273 = 343 Δ n = 0 - 2 = - 2  

K = K c R T Δ n K c = 26,2 0,08314 × 343 - 2 K c = 2,13 × 10 4

Passo 6

f) P H 3 possui um par de elétrons isolado para doar, a fim de formar ligações com B C l 3 , que é um aceitador de elétrons. Logo, P H 3 é uma base de Lewis e B C l 3   um ácido de Lewis

Resposta

a ) K = p P H 3 B C l 3 p P H 3 × p B C l 3 b ) K c = 1,48 × 10 4 c ) 0,0280   m o l × L - 1 d ) e n d o t é r m i c a e ) K c = 2,13 × 10 4 f ) P H 3   é   u m a   b a s e   d e   L e w i s   e   B C l 3   u m   á c i d o   d e   L e w i s

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