Enunciado

Uma amostra de 0,865   m o l de   P C l 5 é colocada em um balão de 500   m L . Qual é a concentração de cada substância quando a reação   P C l 5 g ⇌ P C l 3 g + C l 2 g tiver atingido o equilíbrio, em 250   ° C (em que K c = 1,80 )?

Passo 1

Para determinarmos a concentração de cada substância no equilíbrio iremos montar a tabela de equilíbrio em termos de concentração de acordo com a estequiometria da reação. Primeiro temos que determinar a concentração do P C l 5 para um volume de 500   m L .

[     ] = n V

P C l 5 = 0,865 0,5

P C l 5 = 1,73

Na composição inicial temos a concentração do reagentes e nenhum nos produtos porque ainda não houve reação.

Após um tempo, ocorre a mudança de composição ou seja a reação, onde uma certa quantidade x dos reagentes é convertida em produtos (lembre-se de considerar sempre a estequiometria).

Quando a reação entra em equilíbrio, existe uma quantidade de reagentes (composição inicial menos mudança de fase) e produtos (composição inicial mais composição final).

Agora temos que encontrar o valor de x para determinar as concentrações das substâncias no equilíbrio. Para isso iremos usar essa fórmula:

K c = C c ⋅ D d A a   ⋅ B b

Onde a , b , c e d são os coeficientes estequimétricos: a   A + b   B   ⇌ c   C + d   D

Temos:

K c = P C l 3 ⋅ C l 2 P C l 5

Substituindo os valores na fórmula:

1,80 = x ⋅ x 1,73 - x

Realizando a multiplicação temos:

1,80 = x 2 1,73 - x

Passando o termo 1,73 - x para multiplicar 1,80 :

1,80 ⋅ 1,73 - x = x 2

Realizando a multiplicação do termo a esquerda:

3,114 - 1,80   x = x 2

Reorganizando para que todos os termos ficarem à esquerda por ser uma equação de segundo grau:

- x 2 - 1,80   x + 3,114 = 0

Para resolver a equação, utilizaremos x = - b ± △ 2 ⋅ a , onde △ = b 2 - 4 ⋅ a ⋅ c

Identificando que a = - 1 , b = - 1,80 e c = 3,114 , podemos fazer as substituições para determinar x

△ = b 2 - 4 ⋅ a ⋅ c

△ = ( - 1,80 ) 2 - 4 ⋅ ( - 1 ) ⋅ 3,114

△ = 3,24 + 12,456

△ = 15,696

x = - b ± △ 2 ⋅ a

x = - - 1,80 ± 15,696 2 ⋅ ( - 1 )

x = 1,80 ± 3,962 - 2

Ao analisarmos os valores encontrados para x , vemos que x 1 pode ser descartado porque o valor encontrado é negativo.

Aplicando o valor encontrado de x 2 , na tabela de equilíbrio, temos as concentrações no equilíbrio:

Resposta

A concentração de cada substância no equilíbrio:

P C l 5 = 0,649   m o l ⋅ L - 1

P C l 3 = 1,081   m o l ⋅ L - 1

C l 2       = 1,081   m o l ⋅ L - 1

Ver Outros Exercícios desse livro

Exercícios de Livros Relacionados

Se a pressão parcial de NO(g), na reação 2 NO(g) → N2(g) + O2(g), é 1,0 bar e x é a concentração de equilíbrio de N2(g), qual é a relação de equilíbrio correta?(a) K = x 2 / ( 1,0 - x ) (b) K = x 2 (c
Em 500 K, a constante de equilíbrio da reação Cl2(g) + Br2(g) ⇌ 2 BrCl(g) é Kc = 0,031. Se a composição do equilíbrio é 0,495 mol/L de Cl2 e 0,145 mol/L de BrCl, qual é a concentração de Br2 no equilí
A constante de equilíbrio Kc da reação 2 CO(g) + O2(g) ⇌ 2 CO2(g) é 0,66 em 2000° C. Se 0,28 g de CO e 0,032 g de O2 são colocados em um recipiente de 2 L e aquecidos em 2000 ° C, qual será a composiç
Uma mistura de reação de 0,400 mol de H2 e 1,60 mol de I2 foi colocada em um reator de 3,00 L e aquecida. No equilíbrio, 60,0 % do gas hidrogênio reagiu. Qual é o valor da constante de equilíbrio K, d
A constante de equilíbrio Kc da reação N2(g) + O2(g) ⇌ 2 NO(g) em 1200° C é 1,00 × 10 -5. Calcule a concentração molar de NO, N2 e O2 em um balão de 10,00 L que inicialmente continha 0,0140 mol de N2