Em um determinado momento da reação PCl3(g)+Cl2(g) PCl5(g) foi realizada uma análise que revelou a composição de 0,4390 mol / L de PCl3, 0,3547 mol / L de Cl2, e 0,1048 mol / L de PCl5 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.

Passo 1

Primeiro, vamos entender o que está acontecendo aqui. Temos uma reação química entre tricloreto de fósforo ( PCl3) e cloro gasoso ( Cl2) formando pentacloreto de fósforo ( PCl5). 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 ( Kc) e a razão de reação ( Qc).

Passo 2

A constante de equilíbrio ( Kc) é uma expressão que relaciona as concentrações dos reagentes e produtos quando a reação está em equilíbrio. Para a reação dada:
PCl3(g) + Cl2(g) PCl5(g)
A expressão de Kc é:
Kc = [PCl5][PCl3][Cl2]
Onde:
  • [PCl5] é a concentração de pentacloreto de fósforo
  • [PCl3] é a concentração de tricloreto de fósforo
  • [Cl2] é a concentração de cloro gasoso

Passo 3

Vamos calcular a razão de reação ( Qc) usando as concentrações fornecidas:
Qc = [PCl5][PCl3][Cl2] = 0,10480,4390 times 0,3547
Primeiro, multiplicamos as concentrações dos reagentes:
0,4390 times 0,3547 approx 0,1559
Agora, dividimos a concentração do produto pela multiplicação dos reagentes:
Qc = 0,10480,1559 approx 0,672

Passo 4

Agora, comparamos Qc com Kc:
  • Se Qc = Kc, o sistema está em equilíbrio.
  • Se Qc < Kc, a reação tende a produzir mais produtos.
  • Se Qc > Kc, a reação tende a produzir mais reagentes.
No nosso caso:
Qc approx 0,672 < Kc = 2,1
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 Qc (aproximadamente 0,672) é menor que Kc (2,1), a reação tende a produzir mais PCl5 para alcançar o equilíbrio.

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