Em um determinado momento da reação
foi realizada uma análise que revelou a composição de
de
de
, e
de
a 500 K . Sabendo que nesta temperatura o equilibrio Kc é 2,1 responda:
O sistema está em equilíbrio no momento em que foi realizada a análise? Justifique sua resposta.
O sistema está em equilíbrio no momento em que foi realizada a análise? Justifique sua resposta.
Passo 1
Primeiro, vamos entender o que está acontecendo aqui. Temos uma reação química entre tricloreto de fósforo (
) e cloro gasoso (
) formando pentacloreto de fósforo (
). As concentrações das substâncias foram medidas em um determinado momento e queremos saber se o sistema está em equilíbrio químico nessa condição. Para resolver isso, vamos usar o conceito de constante de equilíbrio (
) e a razão de reação (
).
Passo 2
A constante de equilíbrio (
) é uma expressão que relaciona as concentrações dos reagentes e produtos quando a reação está em equilíbrio. Para a reação dada:
A expressão de
é:
Onde:
-
é a concentração de pentacloreto de fósforo -
é a concentração de tricloreto de fósforo -
é a concentração de cloro gasoso
Passo 3
Vamos calcular a razão de reação (
) usando as concentrações fornecidas:
Primeiro, multiplicamos as concentrações dos reagentes:
Agora, dividimos a concentração do produto pela multiplicação dos reagentes:
Passo 4
Agora, comparamos
com
:
- Se
, o sistema está em equilíbrio. - Se
, a reação tende a produzir mais produtos. - Se
, a reação tende a produzir mais reagentes.
No nosso caso:
Isso significa que a razão de reação atual é menor que a constante de equilíbrio.
Resposta
Não, o sistema não está em equilíbrio no momento da análise. Como
(aproximadamente 0,672) é menor que
(2,1), a reação tende a produzir mais
para alcançar o equilíbrio.