O pentacloreto de fósforo, $\mathrm{PCl}_{5}$, pode decompor-se, em fase gasosa, originando tricloreto de fósforo, $\mathrm{PCl}_{3}$, e cloro, $\mathrm{Cl}_{2}$. Esta reação pode ser traduzida por
$$\mathrm{PCl}_{5}(\mathrm{g}) \rightleftharpoons \mathrm{PCl}_{3}(\mathrm{g})+\mathrm{Cl}_{2}(\mathrm{g})$$
Questão:
Considere que a variação de entalpia associada à decomposição de 1 mol de $\mathrm{PCl}_{5}(\mathrm{g})$ é $88 \mathrm{~kJ}$. A energia média da ligação $\mathrm{P}-\mathrm{Cl}$ na molécula $\mathrm{PCl}_{5}$ é $257 \mathrm{~kJ} \mathrm{~mol}^{-1}$, e a energia média da ligação $\mathrm{Cl}-\mathrm{Cl}$ na molécula $\mathrm{Cl}_{2}$ é $243 \mathrm{~kJ} \mathrm{~mol}^{-1}$.
Conclua, a partir das energias fornecidas, se a ligação $\mathrm{P}-\mathrm{Cl}$ é, em média, mais forte na molécula $\mathrm{PCl}_{5}$ ou na molécula $\mathrm{PCl}_{3}$.
Mostre como chegou à conclusão solicitada, apresentando todos os cálculos.
Fonte: IAVE
Fonte: IAVE
Resolução do Exercício:
- Cálculo da energia da ligação $\mathrm{P}-\mathrm{Cl}$ na molécula $\mathrm{PCl}_{3}$ na molécula com base na diferença entre a energia envolvida na rutura de ligações químicas e a energia envolvida na formação de ligações químicas.
Seja $E_{1}$ a energia média da ligação $\mathrm{P}-\mathrm{Cl}$ na molécula $\mathrm{PCl}_{5}$ e $E_{2}$ a energia média da ligação $\mathrm{P}-\mathrm{Cl}$ na molécula $\mathrm{PCl}_{3}$
$\Delta E=5 \times E_{1}-3 \times E_{2}-E_{\mathrm{Cl}-\mathrm{Cl}} \Leftrightarrow 88=5 \times 257-3 \times E_{2}-243 \Leftrightarrow E_{2}=318 \mathrm{~kJ} \mathrm{~mol}^{-1}$
Como a energia média de ligação em $\mathrm{PCl}_{3}$ é maior que a energia média de ligação em $\mathrm{PCl}_{5}$, conclui-se que a ligação é, em média, mais forte na molécula $\mathrm{PCl}_{3}$.
Fonte: Lucas Campos