Nível 2

Um reator de $\pu{10 L}$ é carregado com $\pu{1 atm}$ de gás fosgênio, $\ce{COCl2}$ . O sistema é aquecido até $\pu{1000 K}$ e os equilíbrios são estabelecidos: $\begin{aligned} \ce{ COCl2(g) &<=> CO(g) + Cl2(g) } && K_1 = \pu{8,0e-2} \\ \ce{ Cl2(g) &<=> 2 Cl(g) } && K_2 = \pu{2,5e-5} \end{aligned}$

Determine a pressão parcial de $\ce{Cl2}$ no reator.
Determine a pressão parcial de $\ce{Cl}$ no reator.

Gabarito

Como $K_2 \ll K_1$ , a dissociação do $\ce{Cl2}$ contribui muito pouco para o consumo de $\ce{Cl2}$ , e a pressão parcial dessa espécie pode ser calculada considerando apenas a primeira reação.

Etapa 1.(a) Calcule a pressão parcial de

\ce{Cl2}

Tomando $x$ como a pressão parcial de $\ce{COCl2}$ consumida:

	$\ce{COCl2}$	$\ce{CO}$	$\ce{Cl2}$
início	$\pu{1}$	$0$	$0$
reação	$-x$	$+x$	$+x$
equilíbrio	$\pu{1} - x$	$x$	$x$

De $K_1 = P_{\ce{CO}} P_{\ce{Cl2}}/P_{\ce{COCl2}}$ : $\pu{8,0e-2} = \dfrac{ x^2 }{ \pu{1} - x } \quad\Longrightarrow\quad x \approx \pu{0,25}$ $P_{\ce{Cl2}} = \boxed{ \pu{0,25 atm} }$

Etapa 2.(b) Calcule a pressão parcial de

\ce{Cl}

A segunda reação consome uma fração desprezível de $\ce{Cl2}$ , mantendo $P_{\ce{Cl2}} \approx \pu{0,25 atm}$ . De $K_2 = (P_{\ce{Cl}})^2 / P_{\ce{Cl2}}$ : $\pu{2,5e-5} = \dfrac{ (P_{\ce{Cl}})^2 }{ \pu{0,25} } \quad\Longrightarrow\quad P_{\ce{Cl}} = \boxed{ \pu{2,5e-3 atm} }$