O fosgênio é um gás tóxico, utilizável como arma química, que pode ser obtido pelo processo a seguir, a 530^{\circ} \mathrm{C} :
\mathrm{CO}_{(\mathrm{g})}+\mathrm{Cl}_{2(\mathrm{~g})} \rightleftharpoons \mathrm{COCl}_{2(\mathrm{~g})}
Se, em um recipiente de 30 \mathrm{dm}^{3}, participam do equilíbrio 2 mol de monóxido de carbono, 5 mol de cloro e 15 mol de fosgênio, determine o valor de \mathrm{K}_{\mathrm{c}}.
Comentário: Lembre-se de que 1 \mathrm{dm}^{3}=1 \mathrm{~L}.

Passo 1

O enunciado dá o equilíbrio gasoso
\mathrm{CO}_{(g)} + \mathrm{Cl}_{2\,(g)} \rightleftharpoons \mathrm{COCl}_{2\,(g)}
num recipiente de 30,d m^{3} em que, no equilíbrio, há 2 mol de CO, 5 mol de C l_{2} e 15 mol de COC l_{2}. O conteúdo é cálculo de constante de equilíbrio \mathrm{K}_{c}. Vamos precisar converter volume em litros, calcular concentrações molares e usar a expressão de \mathrm{K}_{c}.

Passo 2

Converter 30,d m^{3} em litro e calcular concentrações:
V = 30\\ \text{dm}^3 = 30\\ \text{L}
[\mathrm{CO}] = \frac{2\\ \mathrm{mol}}{30\\ \mathrm{L}} = 0,0667\\ \mathrm{mol\,L^{-1}}
[\mathrm{Cl}_2] = \frac{5\\ \mathrm{mol}}{30\\ \mathrm{L}} = 0,1667\\ \mathrm{mol\,L^{-1}}
[\mathrm{COCl}_2] = \frac{15\\ \mathrm{mol}}{30\\ \mathrm{L}} = 0,50\\ \mathrm{mol\,L^{-1}}

Passo 3

Escrever a expressão da constante de equilíbrio \mathrm{K}_{c} para
\mathrm{CO} + \mathrm{Cl}_2 \rightleftharpoons \mathrm{COCl}_2
K_{c} = \frac{[\mathrm{COCl}_2]}{[\mathrm{CO}]\,[\mathrm{Cl}_2]}

Passo 4

Substituir as concentrações na expressão e calcular:
K_{c} = \frac{0,50}{0,0667 \times 0,1667} \approx \frac{0,50}{0,01111} \approx 45

Resposta

K_{c} \approx 45

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