Em determinadas condições o processo : \mathrm{PCl}_{5(\mathrm{~g})} \Leftrightarrow \mathrm{PCl}_{3(\mathrm{~g})}+\mathrm{Cl}_{2(\mathrm{~g})} atinge o equilíbrio com 0,8 \mathrm{~mol} / \mathrm{I} de \mathrm{PCl}_{3} ; 0,8 \mathrm{~mol} / \mathrm{I} de \mathrm{Cl}_{2} e 0,2 \mathrm{~mol} / \mathrm{I} de \mathrm{PCl}_{5}.
a) Determine a constante de equilíbrio do processo;
b) Em que sentido será deslocado o equilíbrio, se houver acréscimo de \mathrm{Cl}_{2} ?
c) Em que sentido será deslocado o equilíbrio, se houver diminuição da pressão?

Passo 1

O enunciado trata do equilíbrio químico da reação
\mathrm{PCl}_{5(g)} \;\rightleftharpoons\;\mathrm{PCl}_{3(g)} + \mathrm{Cl}_{2(g)}
e informa as concentrações em equilíbrio: \mathrm{[PCl_3]}=0{,}8, \mathrm{[Cl_2]}=0{,}8 e \mathrm{[PCl_5]}=0{,}2 (todas em mol/L).
Conteúdo: constante de equilíbrio K_c e princípio de Le Chatelier para deslocamentos por adição de reagente e variação de pressão.

Passo 2

A constante de equilíbrio em termos de concentrações é
K_c \;=\;\frac{[\mathrm{PCl_3}]\,[\mathrm{Cl_2}]}{[\mathrm{PCl_5}]}\,.
Substituindo os valores em mol/L:
K_c = \frac{(0{,}8)\,(0{,}8)}{0{,}2} \;=\;\frac{0{,}64}{0{,}2} \;=\;3{,}2.

Passo 3

Quando se adiciona \mathrm{Cl_2}, sua concentração em equilíbrio aumenta e o quociente reacional Q=\tfrac{[\mathrm{PCl_3}][\mathrm{Cl_2}]}{[\mathrm{PCl_5}]} fica maior que K_c. Pelo princípio de Le Chatelier, o sistema reage consumindo \mathrm{Cl_2}, deslocando o equilíbrio para a esquerda (formação de \mathrm{PCl_5}).

Passo 4

A variação de pressão afeta equilíbrios gasosos com diferença de número de mols. Aqui, há 1 mol de gás no reagente e 2 mols no produto \Delta n=+1. Ao diminuir a pressão, o sistema favorece o lado de maior número de mols de gás, deslocando o equilíbrio para a direita (formação de \mathrm{PCl_3} e \mathrm{Cl_2}).

Resposta

a) K_c = 3{,}2.
b) Desloca para a esquerda (formação de \mathrm{PCl_5}).
c) Desloca para a direita (formação de \mathrm{PCl_3} e \mathrm{Cl_2}).

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