Suponha que, em uma mistura em equilíbrio de \mathrm{HCl}, \mathrm{Cl}_{2} e \mathrm{H}_{2}, a pressão parcial de \mathrm{H}_{2} é 0,42 \mathrm{mPa} e que a de \mathrm{Cl}_{2} é 0,83 \mathrm{mPa}. Qual é a pressão parcial de HCl em 500 K , sabendo que \mathrm{K}=4,0 \times 10^{18} para \mathrm{H}_{2}(\mathrm{~g})+\mathrm{Cl}_{2}(\mathrm{~g}) \leftrightarrow 2 \mathrm{HCl}(\mathrm{g}) ? R: 12 atm

Passo 1

O enunciado trata de uma mistura em equilíbrio à temperatura de 500 K, envolvendo os gases H_{2}, C l_{2} e HCl, regida pela reação
\mathrm{H_{2}(g)} + \mathrm{Cl_{2}(g)} \;\leftrightarrow\; 2\,\mathrm{HCl(g)}.
Sabemos as pressões parciais de H_{2} e C l_{2} e o valor de K (constante de equilíbrio em termos de pressão). O objetivo é achar a pressão parcial de HCl. Para isso, usaremos a definição de K em sistema gasoso:
K = \frac{(p_{\mathrm{HCl}})^{2}}{p_{\mathrm{H_{2}}}\,p_{\mathrm{Cl_{2}}}}.

Passo 2

Isolamos p_{\mathrm{HCl}} na expressão de equilíbrio:
p_{\mathrm{HCl}} \;=\; \sqrt{K\,p_{\mathrm{H_{2}}}\,p_{\mathrm{Cl_{2}}}}.

Passo 3

Agora substituímos os valores, lembrando de converter as pressões de mPa (mili-pascal) para pascal (Pa): p_{\mathrm{H_{2}}}=0{,}42\;\mathrm{mPa}=0{,}42\times10^{-3}\,\mathrm{Pa}
e p_{\mathrm{Cl_{2}}}=0{,}83\;\mathrm{mPa}=0{,}83\times10^{-3}\,\mathrm{Pa}.
p_{\mathrm{HCl}} = \sqrt{4{,}0\times10^{18}\;\times\;0{,}42\times10^{-3}\;\times\;0{,}83\times10^{-3}} =\sqrt{1{,}3944\times10^{12}}\approx1{,}18\times10^{6}\,\mathrm{Pa}.

Passo 4

Convertendo para atm (sabendo que 1\,\mathrm{atm}=1{,}013\times10^{5}\,\mathrm{Pa}):
p_{\mathrm{HCl}} = \frac{1{,}18\times10^{6}\,\mathrm{Pa}}{1{,}013\times10^{5}\,\mathrm{Pa/atm}} \approx11{,}6\;\mathrm{atm}\approx12\;\mathrm{atm}.

Resposta

A pressão parcial de HCl em equilíbrio é aproximadamente 12,atm.

Exercícios relacionados