Qual é a pressão total dos gases no frasco neste ponto?

Qual é a pressão total dos gases no frasco neste ponto?
Anonim

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Aviso! Resposta longa. #p_text (tot) = "7,25 bar" #

Explicação:

Sim, você precisa # ΔG ^ @ #mas a 500 K, não a 298 K.

Calcular # ΔG ^ @ # a 500 K

Você pode calcular a partir dos valores tabulados em 298 K.

#color (branco) (mmmmmmmmm) "PCl" _5 "PCl" _3 + "Cl" _2 #

# Δ_texto (f) H ^ @ "/ kJ · mol" ^ "- 1": cor (branco) (l) "- 398.9" cor (branco) (m) "- 306.4" cor (branco) (mm) 0 #

#S ^ @ "/ J · K" ^ "- 1" "mol" ^ "- 1": cor (branco) (ml) 353 cores (branco) (mm) 311.7 cores (branco) (mll) 223 #

# Δ_texto (r) H ^ @ = soma_texto (f) H ^ @ ("produtos") - soma_texto (f) H ^ @ ("reagentes") = "(-306.4 + 398.9) kJ / mol" = "92.5 kJ / mol "#

# Δ_text (r) S ^ @ = sumS ^ @ ("produtos") - sumS ^ @ ("reagentes") = (311.7 + 223 - 353) cor (branco) (l) "kJ / mol" = "181.7 kJ / mol "#

# ΔG ^ @ = ΔH ^ @ -TΔS ^ @ #

A 227 ° C (500 K), # ΔG ^ @ = "92 500 J · mol" ^ "- 1" -500 "K" × "181,7 J" "" K "^" - 1 "" mol "^" - 1 "=" (92 500 - 90 850) J · mol "^" - 1 "=" 1650 J · mol "^" - 1 "#

Calcular # K #

# ΔG ^ @ = "-" RTlnK #

#lnK = (- ΔG ^ @) / (RT) = ("-1650 J · mol" ^ "- 1") / (8,314 "JK" ^ "- 1" "mol" ^ "- 1" × 500 "K") = "-0,397" #

#K = e ^ "- 0,397" = 0,672 #

Calcular as concentrações de equilíbrio

Finalmente, podemos configurar uma tabela ICE para calcular as concentrações de equilíbrio.

#color (branco) (mmmmmmmm) "PCl" _5 "PCl" _3 + "Cl" _2 #

# "I / mol·L" ^ "- 1": cor (branco) (mm) 0.0923color (branco) (mmm) 0color (branco) (mmll) 0 #

# "C / mol·L" ^ "- 1": cor (branco) (mmm) "-" xcolor (branco) (mmm) "+" xcolor (branco) (mm) "+" x #

# "E / mol·L" ^ "- 1": cor (branco) (m) 0.0923 -xcor (branco) (mll) xcor (branco) (mmll) x #

# "PCl" _5 _0 = "0,120 mol" / "1,30 L" = "0,0923 mol / L" #

#K_text (c) = ("PCl" _3 "Cl" _2) / ("PCl" _5) = x ^ 2 / (0,0923-x) = 0,672 #

Teste por negligência:

#0.0923/0.672 = 0.14 < 400#. # x # não é insignificante. Temos que resolver uma equação quadrática.

# x ^ 2 = 0,672 (0,0923-x) = 0,0620 - 0,672x #

# x ^ 2 + 0,672x - 0,0620 = 0 #

#x = 0,0820 #

Calcular a pressão total

# "Concentração total" = (0,0923 - x + x + x ") mol·L" ^ "- 1" = "(0,0923 + 0,0820) mol / L" = "0,1743 mol / L" #

#p = (nRT) / V = cRT = (0,1743 cor (vermelho) (cancelar (cor (preto) ("mol·L" ^ "- 1"))) × "0,083 14 bar" · cor (vermelho) (cancelar (cor (preto) ("L · K" ^ "- 1" "mol" ^ "- 1"))) × 500 cor (vermelho) (cancelar (cor (preto) ("K")))) = "7,25 bar" #