Uma mistura de de metano e de cloro foi aquecida no interior de um cilindro provido de um pistão móvel sem atrito, resultando na formação de tetracloreto de carbono e cloreto de hidrogênio. Considere todas as substâncias no estado gasoso e temperatura constante durante a reação. Assinale a opção que apresenta os volumes CORRETOS, medidos nas mesmas condições de temperatura e pressão, das substâncias presentes no cilindro após reação completa.
Volume metano () | Volume cloro () | Volume tetracloreto de carbono () | Volume cloreto de hidrogênio () |
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Relembrando a $\text{Lei de Avogadro}$, podemos dizer que o volume é diretamente proporcional ao número de mols, devido à pressão e temperatura constantes. Nesse sentido, podemos realizar o equilíbrio apenas visando o volume, porém, antes disso, vejamos a estequiometria da reação: \begin{matrix}\ce{CH4_{(g)} + 4Cl2_{(g)} <=> CCl4_{(g)} + 4HCl_{(g)} }
\end{matrix}Com isso, podemos escrever:\begin{matrix}
\begin{array}{|c|c|c|c|c|}\hline
\text{Estágio}&\ce{CH_4} &\ce{Cl_2} & \ce{CCl_4} & \ce{HCl}\\ \hline
\text{Início}& 300 \pu{ml} & 700 \pu{ml} & 0\pu{ml} & 0 \pu{ml} \\ \hline
\text{Variação}&-x & -4x & +x& +4x\\ \hline
\text{Final}& 300 -x & 700 - 4x & x & 4x \\ \hline
\end{array}
\end{matrix}Não é difícil notar que o cloro é reagente limitante, nesse sentido, para todo o consumo do cloro, temos:\begin{matrix}
x = 175 \ \pu{ml}
\end{matrix}Portanto, ao final, deve-se restar:\begin{matrix}
\text{Volume} \ \ce{CH_4}&: & 125 \ \pu{ml} \\
\text{Volume} \ \ce{Cl_2}&: & 0 \ \pu{ml}\\
\text{Volume} \ \ce{CCl_4}&: & 175 \ \pu{ml}\\
\text{Volume} \ \ce{HCl}&: & 700\ \pu{ml}
\end{matrix}\begin{matrix}Letra \ (D)
\end{matrix}
