Nível 1

Uma mistura de gases inicialmente com $P_{\ce{Cl2}} = \pu{0,2 bar}$ , $P_{\ce{F2}} = \pu{0,1 bar}$ e $P_{\ce{ClF}} = \pu{0,1 bar}$ entra em equilíbrio em $\pu{2500 K}$ , em que ocorre a reação: $\ce{ Cl2(g) + F2(g) <=> 2 ClF(g) } \quad K = 20$ Assinale a alternativa que mais se aproxima da pressão parcial de $\ce{ClF}$ no equilíbrio.

\pu{0,25 bar}

\pu{0,33 bar}

\pu{0,44 bar}

\pu{0,58 bar}

\pu{0,76 bar}

Gabarito

Como o número de mols de gás é o mesmo em ambos os lados da reação, a unidade de pressão se cancela na expressão de $K$ .

Etapa 1.Elabore a tabela de equilíbrio.

	$\ce{Cl2}$	$\ce{F2}$	$\ce{ClF}$
início	$\pu{0,2}$	$\pu{0,1}$	$\pu{0,1}$
reação	$-x$	$-x$	$+2x$
equilíbrio	$\pu{0,2} - x$	$\pu{0,1} - x$	$\pu{0,1} + 2x$

Etapa 2.Insira os valores da tabela na expressão da constante de equilíbrio.

$K = \dfrac{ (P_{\ce{ClF}})^2 }{ P_{\ce{Cl2}}\, P_{\ce{F2}} } = \dfrac{ (\pu{0,1} + 2x)^2 }{ (\pu{0,2} - x)(\pu{0,1} - x) }$

Etapa 3.Resolva a equação de equilíbrio.

$20 = \dfrac{ (\pu{0,1} + 2x)^2 }{ (\pu{0,2} - x)(\pu{0,1} - x) } \quad\Longrightarrow\quad x = \pu{0,075} \text{ ou } x = \pu{0,325}$ Como $x = \pu{0,325}$ levaria a pressões parciais negativas de $\ce{Cl2}$ e $\ce{F2}$ , a solução fisicamente aceitável é $x = \pu{0,075}$ .

Etapa 4.Calcule a pressão parcial de

\ce{ClF}

no equilíbrio.

$P_{\ce{ClF}} = \pu{0,1} + 2x = \boxed{ \pu{0,25 bar} }$