EQUILÍBRIO QUÍMICO

UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE
Departamento de Físico-Química
Físico-Química VII – Prof. Raphael Cruz
8a Lista de Exercícios

EQUILÍBRIO QUÍMICO

Lista Resolvida e Comentada
Exercício 1.
Aos 80 g iniciais de pentacloreto de fósforo corresponderá o seguinte número de moles: n o 5 = 80/208,2 = 0,384 mol.
PCl
Se da reação PCl5(g) = PCl3(g) + Cl2(g), resultar a dissociação de X mol de PCl5, formar-se-ão
X mol de PCl3 e X mol de Cl2, produzindo as seguintes quantidades em equilíbrio:
- número de moles de PCl5: 0,384 - X,
- número de moles de PCl3: X,
- número de moles de Cl2: X,
- número total de moles: nt = 0,384 + X.
O número total de moles da mistura gasosa pode ser relacionado com o volume do recipiente, a temperatura e a pressão de equilíbrio mediante a equação dos gases perfeitos, nt = 0,384 + X = pV/RT, ou, explicitando X e substituindo os valores,
X = (2,95x105x10x10-3/8,31x573) - 0,384 = 0,236 mol.
Determinada a quantidade de PCl5 que se dissocia, determinadas estarão todas as quantidades do equilíbrio:
- número de moles de PCl5: 0,384 - 0,236 = 0,148 mol,
- número de moles de PCl3: 0,236 mol,
- número de moles de Cl2: 0,236 mol,
- número total de moles: 0,384 + 0,236 = 0,620 mol.
A seguir determinam-se as fracões molares e pressões parciais de equilíbrio e a constante de equilíbrio da reação considerada. xPCl5 = 0,148/0,620 = 0,237, xPCl3 = xCl2 = 0,236/0,620 = 0,382; pPCl5 = 0,237x2,95 = 0,70 bar, pPCl3 = pCl2 = 0,382x2,95 = 1,13 bar;
Kp = pPCl3pCl2/pPCl5 = 1,13x1,13/0,70 = 1,82.
Observações:
1) Note que a reação de dissociação do pentacloreto de fósforo tem, nas condições em que é realizada, rendimento alto: o grau de dissociação do PCl5, a 300 oC e sob pressão de 2,95 bar vale
(0,236/0,384)x100 = 61,5%.
2) O uso da variável X (quantidade que reage ou que se forma durante a reação) provém meio prático e cômodo de abordagem de sistemas a multicomponentes, cujas quantidades guardam entre si relações de estequiometria. O