Question

A 500K e 1 atm a dissociação do 2NOCl (g) -> 2NO (g) + Cl2 resulta em mistura gasosa de massa específica 1,302 g/L. Determine o grau de dissociação do NOCl

Answer 1

MM(NOCl) = 65,5 g/mol

MM(NO) = 30 g/mol

MM(Cl₂) = 71 g/mol

d = 1,302 kg/m³

P = 1 bar = 1 atm

R = 0,082 atm.L/K.mol

T = 500 K

                      2 NOCl           ⇄           2 NO           +           Cl₂

Início:                   n₀                                0                            0

Reação:               2x                               2x                           x

Equilíbrio:         n₀ - 2x                           2x                           x

O nº de mols total, no equilíbrio:

nt = (n₀ - 2x) + 2x + x

nt = n₀ + x

As frações molares dos gases:

NOCl ⇒ X₁ = n₀ - 2x / n₀ + x

NO ⇒ X₂ = 2x / n₀ + x

Cl₂ ⇒ X₃ = x / n₀ + x

Massa molar média aparente da mistura:

<MM> = d · R · T / P

<MM> = 1,302 · 0,082 · 500 / 1

<MM> = 53,4 g/mol

A massa molar média da mistura gasosa é a média ponderada das massas dos gases:

<MM> = [X₁ . MM(NOCl)] + [X₂ . MM(NO)] + [X₃ . MM(Cl₂)]

53,4 = {[n₀ - 2x / n₀ + x] . MM(NOCl)} + {[2x / n₀ + x] . MM(NO)} + {[x / n₀ + x] . MM(Cl₂)}

53,4 = {[(n₀ - 2x) . MM(NOCl)] + [2x . MM(NO)] + [x . MM(Cl₂)]} / n₀ + x

53,4 = {[(n₀ - 2x) . 65,5] + [2x . 30] + [x . 71] / n₀ + x

53,4 = 65,5n₀  - 131x + 60x + 71x / n₀ + x

53,4 = 65,5n₀ / n₀ + x

53,4n₀ + 53,4x = 65,5n₀

53,4x = 65,5n₀  - 53,4n₀

53,4x = 12,1n₀

x = 12,1n₀ / 53,4

x = 0,226n₀

Grau de dissociação do NOCl:

α = 2x / n₀

α = 2 . 0,226n₀ / n₀

α = 0,45