Química, perguntado por iagosc20089, 1 ano atrás

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?

Soluções para a tarefa

Respondido por Lestera
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1º Passo: Escrever a reação balanceada:

1 I    +  5 F ------->   2 IF

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) I
:     (2 x 127)                     = 254 gramas/mol;
B) F
:   (2 x 19)                       = 38 gramas/mol;
C) IF
:  (1 x 127)  +  (5 x 19)  = 222 gramas/mol;

3º Passo: Determinar o reagente limitante:

Se 127 gramas I
₂ (1 mol) ------- 190 gramas F₂ (5 mol)
       10 gramas I
 ------------------ M                                     M = 14,96 gramas F

Como a massa de F
₂ 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 IF
 formada e a quantidade que resta de cada um dos reagentes:

Se: 190 gramas F
₂ (5 mol) --- 444 gramas IF₅ (2 mol)
        10 gramas F
 -------------- P                                       P = 23,4 gramas IF

Assim, no equilíbrio temos que os 10 gramas de F
₂ 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) I
:    3,32 gramas
B) F
:  0 gramas
C) IF
: 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) I
:   3,32 / 254    = 0,013 mol I
B) F
: 0                    = 0        mol de F
C) IF
: 23,4 / 222    = 0,105 mol de IF

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 I
:     0,013  /  0,118    = 0,11   (11%)
B) Fração Molar F
:   0          / 0,118     = 0,00   (0%)
C) Fração Molar IF
:  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 IF
:  0,685 atm;

ITEM B) Fração Molar do IF
: 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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