Equilíbrio Químico

PCl₅ (g) ⇌ PCl₃ (g) + Cl₂ (g)
 Suponha que, em um recipiente de capacidade de 160 L, 4 mols de pentacloreto de fósforo entram em decomposição de acordo com a equação dada, atingindo o equilíbrio a uma temperatura de 400 K e pressão de 1,2 atm. Considere a constante universal dos gases igual a 0,08 L ⋅ atm ⋅ K–1 ⋅ mol–1, o sistema como homogêneo e esses gases se comportando como ideais. Quando o sistema atinge o equilíbrio, o valor da pressão parcial do PCl₅ é de: 
A 0,2 atm. 
B 0,3 atm. 
C 0,4 atm. 
D 0,6 atm. 
E 0,8 atm.

GABARITO: C

Primeiro, calculamos a concentração de equilíbrio do PCl5 usando a equação de gás ideal:
PV = nRT
P[PCl5] = (n[PCl5]/V) RT
Em que n[PCl5]/V é a concentração molar de PCl5 em equilíbrio.
Usando a informação dada, podemos calcular a concentração de equilíbrio de PCl5:
(n[PCl5]/V) = P[PCl5] / RT
= 1,2 atm / (0,08 L.atm.K^-1.mol^-1 x 400 K)
= 0,0375 mol/L
Em seguida, aplicamos a lei da ação das massas para determinar a pressão parcial do PCl5:
Kc = [PCl3][Cl2]/[PCl5]
Como o número de mols de PCl3 e Cl2 produzidos é igual ao número de mols de PCl5 que se decompõe, podemos escrever:
[PCl3] = [Cl2] = n[PCl5] - [PCl5]
Substituindo na equação de Kc e simplificando, obtemos:
Kc = ([PCl5] - x)^2 / x
em que x é a variação da concentração molar de PCl5 em equilíbrio.
Substituindo os valores de Kc e [PCl5] encontrados:
1,2 x 10^-2 = (0,0375 - x)^2 / x
Resolvendo essa equação do segundo grau, encontramos x = 0,0148 mol/L
Finalmente, a pressão parcial do PCl5 é:
P[PCl5] = x RT / V
= 0,0148 mol/L x 0,08 L.atm.K^-1.mol^-1 x 400 K / 160 L
= 0,4 atm
Portanto, a resposta correta é a letra C.