A pressão de equilíbrio do cloreto de amônio a
é igual a 21 bar.
Em um recipiente de 8 litros de capacidade, previamente esvaziado, são adicionados
de cloreto de amônio e o sistema é mantido a
. Após dissociação do cloreto de amônio, quando o equilíbrio for atingido, qual a quantidade de matéria e a massa das substâncias presentes no equilíbrio. Justifique e faça comentários ao longo do desenvolvimento da questão.
Dica: Para uma mistura gasosa é válida a relação:
Passo 1
O enunciado trata da dissociação do sal sólido
à
segundo
em um volume de
, e informa que, nessa temperatura, a pressão total de equilíbrio vale
. Vamos usar: 1) condição de equilíbrio (pressões parciais e estequiometria), 2) equação de estado dos gases ideais (adotando provisoriamente
), e 3) balanço de matéria para o sólido.
Passo 2
Como a reação gera um mol de
e um mol de
para cada mol de
dissociado, as pressões parciais em equilíbrio satisfazem
e pela estequiometria
. Logo,
Passo 3
Para obter o número total de mols de gás, usamos a equação dos gases ideais. A temperatura absoluta é
e a constante de gás
. Assim,
Comentário: em pressão elevada
os gases podem não ser ideais; a relação
dá conta disso se tivéssemos os fatores de compressibilidade
e
. Na falta desses dados, adotamos
.
Passo 4
Pela estequiometria, se dissociam
mol de
, formam-se
mol de
e
mol de
, totalizando
Logo,
Passo 5
O número inicial de mols de
é
resultando
Em equilíbrio resta
Passo 6
Agora calculamos as massas em equilíbrio:
–
:
–
:
–
:
Resposta
Em equilíbrio temos:
:
número de mols , massa
.
:
número de mols , massa
.
:
número de mols , massa
.
número de mols
número de mols
número de mols