Um reator é carregado com PX4\ce{P4} e aquecido até 1325 K\pu{1325 K}, onde ocorre a reação: PX4(g)2PX2(g)K=0,1 \ce{ P4(g) <=> 2 P2(g) } \quad K = \pu{0,1} No equilíbrio a pressão total é 1 atm\pu{1 atm}.

Determine o grau de dissociação de PX4\ce{P4} no equilíbrio.

Gabarito 3F.42

Sendo α\alpha o grau de dissociação, vamos assumir uma pressão PX0\ce{P_{0}} de PX4\ce{P4} no início e fazer as contas a partir daí. Fazendo o quadrinho de equilíbrio: PX4(g)2PX2(g)inıˊcioPX00reac¸a˜oαPX0+2αPX0finalPX0(1α)2αPX0\begin{matrix}&\ce{P4(g)}&\ce{<=>}&\ce{2P2(g)} \\ \text{início}&\ce{P_{0}}&&0 \\ \text{reação}&\ce{-\alpha P_{0}}&&+2\alpha \ce{P_{0}} \\ \text{final}&\ce{P_{0}(1- \alpha)}&&2\alpha \ce{P_{0}}\end{matrix} Cálculo de PX0\ce{P_{0}} em função de α\alpha a partir da pressão total: PXtotal=PXPX4+PXPX2\ce{P_\text{total}}=\ce{P_{\ce{P4}}}+\ce{P_{\ce{P2}}} 1=PX0(1α)+2αPX01=\ce{P_{0}(1- \alpha)}+\ce{2\alpha P_{0}} 1=PX0(1+α)PX0=11+α1=\ce{P_{0}(1+\alpha)}\therefore \ce{P_0}=\frac{1}{1+\alpha} Cálculo de α\alpha a partir da constante de equilíbrio: K=(PXPX2)X2PXPX4K=\frac{\ce{(P_{\ce{P2}})^{2}}}{\ce{P_{\ce{P4}}}} 0,1=(2α1+α)21α1+α0,1=\frac{(\frac{2\alpha}{1+\alpha})^{2}}{\frac{1-\alpha}{1+\alpha}} α=16%\boxed{\alpha=16\%}