A 100^{\circ} \mathrm{C} a constante de equilíbrio para a reação \mathrm{COCl}_{2(\mathrm{g})} \rightleftharpoons \mathrm{CO}_{(\mathrm{g})}+\mathrm{Cl}_{2(\mathrm{g})} tem valor 6,71 \times 10^{-9}. As seguintes misturas de materiais estão em equilibrio a 100^{\circ} \mathrm{C} ? Caso não estejam, indique em que sentido a reação deve prosseguir para atingir o equilibrio.
b) p \mathrm{COCl}_{2}=1,38 \mathrm{~atm}, p \mathrm{CO}=3,37 \times 10^{-6} \mathrm{~atm}, p \mathrm{Cl}_{2}=6,68 \times 10^{-5} \mathrm{~atm}.

Passo 1

O enunciado trata da reação
\mathrm{COCl}_{2(g)} \rightleftharpoons \mathrm{CO}_{(g)} + \mathrm{Cl}_{2(g)}
a 100^\circ\mathrm{C}, cuja constante de equilíbrio em termos de pressão é
K_p = 6,71 \times 10^{-9}.
Queremos verificar se, na mistura com \displaystyle p_{\mathrm{COCl}_2} = 1,38\\ \mathrm{atm},\;p_{\mathrm{CO}} = 3,37 \times 10^{-6}\\ \mathrm{atm},\;p_{\mathrm{Cl}_2} = 6,68 \times 10^{-5}\\ \mathrm{atm},
a condição de equilíbrio já se cumpre, usando o quociente de reação Q_p.

Passo 2

Para qualquer mistura gasosa, definimos o quociente de reação em pressão como
Q_p = \frac{p_{\mathrm{CO}}\;p_{\mathrm{Cl}_2}}{p_{\mathrm{COCl}_2}}.
No equilíbrio, Q_p = K_p. Se Q_p < K_p, a reação deve prosseguir no sentido direto (formar produtos); se Q_p > K_p, deve prosseguir no sentido inverso (formar reagente).

Passo 3

Substituindo os valores dados em
Q_p = \frac{(3,37 \times 10^{-6})(6,68 \times 10^{-5})}{1,38}
calculamos primeiro o numerador:
3,37 \times 10^{-6} \times 6,68 \times 10^{-5} = 2,25 \times 10^{-10}.
Dividindo por 1,38,
Q_p = \frac{2,25 \times 10^{-10}}{1,38} \approx 1,63 \times 10^{-10}.

Passo 4

Comparando Q_p com K_p:
Q_p \approx 1,63 \times 10^{-10} \quad\text{e}\quad K_p = 6,71 \times 10^{-9}.
Observamos que Q_p < K_p.

Passo 5

Como Q_p < K_p, a mistura não está em equilíbrio e a reação deve prosseguir no sentido direto (formar \mathrm{CO} e \mathrm{Cl}_2) até que Q_p atinja o valor K_p.

Resposta

A mistura não está em equilíbrio; a reação desloca-se para a direita (formação de produtos).

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