Para a reação entre gases ideais \mathrm{PCl}_{5}(g) \rightleftharpoons \mathrm{PCl}_{3}(g)+ \mathrm{Cl}_{2}(g), afirme se o equilíbrio se desloca para a direita, para a esquerda, ou não se desloca, quando é feita cada uma das seguintes mudanças em uma mistura em equilíbrio a 25^{\circ} \mathrm{C}. Você pode consultar os dados do Apêndice.
T é diminuído a P constante.

Passo 1

O enunciado pede: para a reação \mathrm{PCl}_{5}(g) \rightleftharpoons \mathrm{PCl}_{3}(g)+\mathrm{Cl}_{2}(g), diga se o equilíbrio se desloca para a direita, para a esquerda, ou não se desloca quando a temperatura T é diminuída mantendo a pressão P constante.
Informações fornecidas que vamos usar: a reação em equilíbrio dada acima; a perturbação é a diminuição de \,T (temperatura) com \,P constante; estamos em condições de gases ideais e o sistema responde segundo os princípios do equilíbrio químico.

Passo 2

Entendendo a regra prática (Princípio de Le Châtelier) — a ideia básica: quando um sistema em equilíbrio é perturbado, ele responde no sentido de reduzir essa perturbação. Aplicações comuns: se você adiciona reagente, o equilíbrio tende a consumir esse excesso; se aumentar a pressão, o equilíbrio tende a reduzir o número de mols gasosos, etc. Para a temperatura, a regra é: se a temperatura diminui, o equilíbrio se desloca para o lado que libera calor (o sentido exotérmico), porque isso compensa a remoção de energia térmica; se a temperatura aumenta, o equilíbrio favorece o sentido endotérmico (que absorve calor). Vou explicar isso com um pouco de fórmula também para quem gosta de ver o raciocínio químico mais formal.

Passo 3

Identificar qual lado é exotérmico ou endotérmico. Pense quimicamente: a reação escrita para a direita
\mathrm{PCl}_5(g)\longrightarrow \mathrm{PCl}_3(g)+\mathrm{Cl}_2(g)
é a decomposição da molécula \mathrm{PCl}_5 em \mathrm{PCl}_3 e \mathrm{Cl}_2. Geralmente a formação de ligações (formar \mathrm{PCl}_5 a partir de \mathrm{PCl}_3+\mathrm{Cl}_2) libera energia — é exotérmica. Portanto a decomposição (o sentido para a direita) é endotérmica (absorve calor). Em termos de entalpia padrão, isso significa que a variação de entalpia da reação escrita para a direita é positiva:
\Delta H^\circ_{\text{reação}} > 0çã
(interpretando: a reação direta consome calor).

Passo 4

Conectar com o efeito da diminuição de temperatura. Pela regra de Le Châtelier: se diminuirmos T, o sistema favorece o sentido que gera calor (o exotérmico) para compensar a queda de temperatura. Como a formação de \mathrm{PCl}_5 (o sentido para a esquerda) é exotérmica, ao esfriar o equilíbrio vai deslocar-se para a esquerda, produzindo mais \mathrm{PCl}_5 e consumindo \mathrm{PCl}_3 e \mathrm{Cl}_2.
Passo alternativo, um pouco mais formal (sem cálculos): pela equação de Van ’t Hoff
\frac{d\ln K}{dT}=\frac{\Delta H^\circ}{RT^2},
se \Delta H^\circ>0 (reação endotérmica no sentido direto) então \ln K cresce com T; assim, se T diminui, K diminui, o que corresponde a um deslocamento do equilíbrio no sentido que reduz a razão \dfrac{[\mathrm{PCl}_3][\mathrm{Cl}_2]}{[\mathrm{PCl}_5]} — isto é, desloca-se para a esquerda (formando mais \mathrm{PCl}_5). Essa é a mesma conclusão da intuição de Le Châtelier.

Resposta

Desloca-se para a esquerda (formação de \mathrm{PCl}_5).

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