Um reator é carregado com CClX4\ce{CCl4} e aquecido até 700 °C\pu{700 \degree C}, onde ocorre a reação: CClX4(g)⇌C(s)+2 ClX2(g)K=0,8 \ce{ CCl4(g) <=> C(s) + 2 Cl2(g) } \quad K = \pu{0,8} No equilíbrio, a pressão total é 1,2 atm\pu{1,2 atm}.

Determine a pressão inicial de tetracloreto de carbono.

Gabarito
Gabarito

Como o carbono é sólido, sua atividade é unitária e ele não aparece na expressão de KK. A composição de equilíbrio pode ser escrita em função da pressão inicial P0P_0 de CClX4\ce{CCl4} e do grau de dissociação α\alpha.

Etapa 1.Elabore a tabela de equilíbrio.
CClX4\ce{CCl4}C\ce{C}ClX2\ce{Cl2}
inícioP0P_0−-00
reação−αP0-\alpha P_0−-+2αP0+2\alpha P_0
equilíbrioP0(1−α)P_0(1 - \alpha)−-2αP02\alpha P_0
Etapa 2.Relacione P0P_0 e α\alpha pela pressão total.

Ptotal=PCClX4+PClX2=P0(1+α) P_\text{total} = P_{\ce{CCl4}} + P_{\ce{Cl2}} = P_0(1 + \alpha) Logo, P0=1,2 atm1+α P_0 = \dfrac{ \pu{1,2 atm} }{ 1 + \alpha }

Etapa 3.Insira os valores da tabela na expressão da constante de equilíbrio.

K=(PClX2)2PCClX4=(2αP0)2P0(1−α)=4α2P01−α K = \dfrac{ (P_{\ce{Cl2}})^2 }{ P_{\ce{CCl4}} } = \dfrac{ (2\alpha P_0)^2 }{ P_0(1 - \alpha) } = \dfrac{ 4\alpha^2 P_0 }{ 1 - \alpha } Substituindo P0P_0: 0,8=4α2×1,2(1−α)(1+α) \pu{0,8} = \dfrac{ 4\alpha^2 \times \pu{1,2} }{ (1 - \alpha)(1 + \alpha) } Resolvendo para α\alpha: α=0,38 \alpha = \pu{0,38}

Etapa 4.Calcule a pressão inicial de CClX4\ce{CCl4}.

P0=1,2 atm1+0,38=0,9 atm P_0 = \dfrac{ \pu{1,2 atm} }{ 1 + \pu{0,38} } = \boxed{ \pu{0,9 atm} }