Num recipiente de capacidade 2,0 \mathrm{~L} são colocados 8,0 \mathrm{~mol} de CO e 8,0 \mathrm{~mol} de \mathrm{Cl}_{2} para tomarem parte no seguinte processo, a temperatura constante:
\mathrm{CO}_{(\mathrm{g})}+\mathrm{Cl}_{2(\mathrm{~g})} \rightleftharpoons \mathrm{COCl}_{2(\mathrm{~g})}
Sabendo que o grau de equilíbrio é 75 \%, calcule \mathrm{K}_{\mathrm{c}} na temperatura do experimento.

Passo 1

O enunciado trata do equilíbrio químico da reação
\mathrm{CO}_{(g)} + \mathrm{Cl}_{2\,(g)} \rightleftharpoons \mathrm{COCl}_{2\,(g)}
num recipiente de 2,0\\ \mathrm{L}, com 8,0 mol de \mathrm{CO} e 8,0 mol de \mathrm{Cl}_2 inicialmente, à temperatura constante. O objetivo é usar o grau de equilíbrio (fração reagida) de 75\% para calcular a constante de equilíbrio \mathrm{K}_{\mathrm{c}}.

Passo 2

Chamando \alpha o grau de equilíbrio, temos \alpha=0,75. Isso significa que 75\% dos 8,0 mol de cada reagente reage. A quantidade reagida é
x = \alpha \times 8,0 = 0,75\times 8,0 = 6,0\\ \mathrm{mol}.
Pelo estequiométrico, no equilíbrio ficam
n_{\mathrm{CO}} = 8,0 - 6,0 = 2,0\\ \mathrm{mol},\quad n_{\mathrm{Cl}_2} = 8,0 - 6,0 = 2,0\\ \mathrm{mol},\quad n_{\mathrm{COCl}_2} = 0 + 6,0 = 6,0\\ \mathrm{mol}.

Passo 3

Convertendo em concentrações (dividindo pelo volume 2,0\\ \mathrm{L}):
[\mathrm{CO}] = \frac{2,0}{2,0} = 1,0\\ \mathrm{M}, \quad [\mathrm{Cl}_2] = \frac{2,0}{2,0} = 1,0\\ \mathrm{M}, \quad [\mathrm{COCl}_2] = \frac{6,0}{2,0} = 3,0\\ \mathrm{M}.

Passo 4

A expressão para \mathrm{K}_{\mathrm{c}} é
\mathrm{K}_{\mathrm{c}} = \frac{[\mathrm{COCl}_2]}{[\mathrm{CO}]\,[\mathrm{Cl}_2]} = \frac{3,0}{1,0 \times 1,0} = 3,0.

Resposta

\mathrm{K}_{\mathrm{c}} = 3,0

Exercícios relacionados