O pentafluoreto de iodo gasoso, IF5, pode ser preparado pela reação de iodo sólido e flúor gasoso: I2(s)+ 5F2(g)→2IF5(g)
Adicionam-se a um frasco de 5,00L contendo 10,0g de I2 , 10,0g de F2 e a reação prossegue ate que um dos reagentes seja completamente consumido. Depois de a reação se completar, a temperatura do frasco é 125°C. Qual a pressão parcial do IF5 no frasco? (b) qual a fração molar de IF5 no frasco?
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1º Passo: Escrever a reação balanceada:
1 I₂ + 5 F₂ -------> 2 IF₅
2º Passo: Calcular a massa molar de todos os compostos:
Considerando a massa atômica do iodo como 127 u.a. e do flúor como 19 u.a.
A) I₂: (2 x 127) = 254 gramas/mol;
B) F₂: (2 x 19) = 38 gramas/mol;
C) IF₅: (1 x 127) + (5 x 19) = 222 gramas/mol;
3º Passo: Determinar o reagente limitante:
Se 127 gramas I₂ (1 mol) ------- 190 gramas F₂ (5 mol)
10 gramas I₂ ------------------ M M = 14,96 gramas F₂
Como a massa de F₂ necessária para reagir com todo o I₂ é maior do que a colocada, isto significa que o F₂ é o reagente limitante do processo, sendo completamente consumido ao longo da reação.
4º Passo: Determinar a quantidade de IF₅ formada e a quantidade que resta de cada um dos reagentes:
Se: 190 gramas F₂ (5 mol) --- 444 gramas IF₅ (2 mol)
10 gramas F₂ -------------- P P = 23,4 gramas IF₅
Assim, no equilíbrio temos que os 10 gramas de F₂ foram reagidos, sobrando nada. Já para o I₂, temos que foram reagidos:
Se 127 gramas I₂ (1 mol) ----- 190 gramas F₂ (5 mol)
R --------------------------------- 10 gramas F₂ R= 6,68 gramas I₂
Assim, a massa R corresponde a massa reagida de iodo. A massa restante é simplesmente a massa inicial menos a massa reagida. Assim:
A) I₂: 3,32 gramas
B) F₂: 0 gramas
C) IF₅: 23,4 gramas
5º Passo: Determinar a quantidade de mols de cada componente e suas frações molares.
Considerando as massas molares já calculadas, temos que o número de mols de cada composto é simplesmente: nº mols = massa/ MM
A) I₂: 3,32 / 254 = 0,013 mol I₂
B) F₂: 0 = 0 mol de F₂
C) IF₅: 23,4 / 222 = 0,105 mol de IF₅
Assim, no total temos: 0,105 + 0,013 = 0,118 mol de compostos.
Na temperatura citada o iodo torna-se gasoso via sublimação. Caso contrário o mesmo não entraria por ser sólido.
Assim, temos as seguintes frações molares, sendo a fração molar a razão entre o nº de mols do composto pelo nº de mols totais
A) Fração Molar I₂: 0,013 / 0,118 = 0,11 (11%)
B) Fração Molar F₂: 0 / 0,118 = 0,00 (0%)
C) Fração Molar IF₅: 0,105 / 0,118 = 0,89 (89%)
6º Passo: Calcular a pressão total e a pressão parcial no recipiente:
Sendo a pressão total: pV = nRT (n = nº de mols totais)
p . 5,00 L = 0,118 mols x 0,082 x 398 K (conversão ºC --> K)
p = Pressão Total = 0,77 atm
A pressão parcial de um gás é simplesmente a multiplicação da pressão total pela sua fração molar no equilíbrio. Assim, temos:
A) Pressão Parcial I₂: 0,77 atm x 0,11 = 0,085 atm
B) Pressão Parcial F₂: 0,77 atm x 0 = 0,000 atm
C) Pressão Parcial IF₅: 0,77 atm x 0,88 = 0,685 atm
Assim temos, respondendo suas perguntas:
ITEM A) Pressão Parcial do IF₅: 0,685 atm;
ITEM B) Fração Molar do IF₅: 0,88 (ou 88%);
Espero ter ajudado.
Lestera.
1 I₂ + 5 F₂ -------> 2 IF₅
2º Passo: Calcular a massa molar de todos os compostos:
Considerando a massa atômica do iodo como 127 u.a. e do flúor como 19 u.a.
A) I₂: (2 x 127) = 254 gramas/mol;
B) F₂: (2 x 19) = 38 gramas/mol;
C) IF₅: (1 x 127) + (5 x 19) = 222 gramas/mol;
3º Passo: Determinar o reagente limitante:
Se 127 gramas I₂ (1 mol) ------- 190 gramas F₂ (5 mol)
10 gramas I₂ ------------------ M M = 14,96 gramas F₂
Como a massa de F₂ necessária para reagir com todo o I₂ é maior do que a colocada, isto significa que o F₂ é o reagente limitante do processo, sendo completamente consumido ao longo da reação.
4º Passo: Determinar a quantidade de IF₅ formada e a quantidade que resta de cada um dos reagentes:
Se: 190 gramas F₂ (5 mol) --- 444 gramas IF₅ (2 mol)
10 gramas F₂ -------------- P P = 23,4 gramas IF₅
Assim, no equilíbrio temos que os 10 gramas de F₂ foram reagidos, sobrando nada. Já para o I₂, temos que foram reagidos:
Se 127 gramas I₂ (1 mol) ----- 190 gramas F₂ (5 mol)
R --------------------------------- 10 gramas F₂ R= 6,68 gramas I₂
Assim, a massa R corresponde a massa reagida de iodo. A massa restante é simplesmente a massa inicial menos a massa reagida. Assim:
A) I₂: 3,32 gramas
B) F₂: 0 gramas
C) IF₅: 23,4 gramas
5º Passo: Determinar a quantidade de mols de cada componente e suas frações molares.
Considerando as massas molares já calculadas, temos que o número de mols de cada composto é simplesmente: nº mols = massa/ MM
A) I₂: 3,32 / 254 = 0,013 mol I₂
B) F₂: 0 = 0 mol de F₂
C) IF₅: 23,4 / 222 = 0,105 mol de IF₅
Assim, no total temos: 0,105 + 0,013 = 0,118 mol de compostos.
Na temperatura citada o iodo torna-se gasoso via sublimação. Caso contrário o mesmo não entraria por ser sólido.
Assim, temos as seguintes frações molares, sendo a fração molar a razão entre o nº de mols do composto pelo nº de mols totais
A) Fração Molar I₂: 0,013 / 0,118 = 0,11 (11%)
B) Fração Molar F₂: 0 / 0,118 = 0,00 (0%)
C) Fração Molar IF₅: 0,105 / 0,118 = 0,89 (89%)
6º Passo: Calcular a pressão total e a pressão parcial no recipiente:
Sendo a pressão total: pV = nRT (n = nº de mols totais)
p . 5,00 L = 0,118 mols x 0,082 x 398 K (conversão ºC --> K)
p = Pressão Total = 0,77 atm
A pressão parcial de um gás é simplesmente a multiplicação da pressão total pela sua fração molar no equilíbrio. Assim, temos:
A) Pressão Parcial I₂: 0,77 atm x 0,11 = 0,085 atm
B) Pressão Parcial F₂: 0,77 atm x 0 = 0,000 atm
C) Pressão Parcial IF₅: 0,77 atm x 0,88 = 0,685 atm
Assim temos, respondendo suas perguntas:
ITEM A) Pressão Parcial do IF₅: 0,685 atm;
ITEM B) Fração Molar do IF₅: 0,88 (ou 88%);
Espero ter ajudado.
Lestera.
Lestera:
OBS: por aproximação, as frações molares somadas dão 99% do total....mas relaxa, isso não muda o resultado final
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