Comment calculer le coefficient de dissociation de PCL5 ?

Calcul du coefficient de dissociation du PCl5

Introduction

Le pentachlorure de phosphore (PCl5) est un composé covalent qui se dissocie en trichlorure de phosphore (PCl3) et chlore (Cl2) en phase gazeuse :

PCl5(g) ⇌ PCl3(g) + Cl2(g)

Le coefficient de dissociation (α) d'un composé est la fraction de molécules qui se sont dissociées.

Calcul de α en utilisant les concentrations d'équilibre

Les concentrations d'équilibre des espèces à l'équilibre peuvent être utilisées pour calculer α :

α = [PCl3][Cl2]/[PCl5]

où [PCl3], [Cl2] et [PCl5] sont les concentrations molaires à l'équilibre.

Variation de α en présence de PCl3

Il est observé que l'ajout de PCl3 à un système de PCl5 en équilibre diminue α. Ce résultat est cohérent avec le principe de Le Chatelier, qui stipule que lorsqu'une contrainte est appliquée à un système à l'équilibre, le système se déplace dans le sens qui s'oppose à cette contrainte.

Dans ce cas, l'ajout de PCl3 augmente la concentration de l'un des produits de la dissociation (PCl3). Selon le principe de Le Chatelier, le système se déplacera vers la gauche, diminuant ainsi la dissociation de PCl5 et abaissant α.

Exemple de calcul

Étant donné qu'un ajout de PCl3 fait passer α de 0,55 à 0,43, nous pouvons utiliser l'équation de dissociation pour calculer les concentrations d'équilibre :

0,55 = [PCl3][Cl2]/[PCl5]
0,43 = [PCl3][Cl2]/(0,67[PCl5])

En divisant ces équations, nous obtenons :

1,28 = 0,67

Résolvant pour [PCl5], nous obtenons :

[PCl5] = 1,91 M

Ensuite, en utilisant la première équation et la valeur de [PCl5], nous pouvons calculer [PCl3] et [Cl2] :

[PCl3] = [Cl2] = 0,55 * 1,91 M = 1,05 M

Par conséquent, le coefficient de dissociation du PCl5 dans les conditions données est de :

α = 1,05 M * 1,05 M / 1,91 M = 0,56

Conclusion

En utilisant les concentrations d'équilibre, nous avons calculé le coefficient de dissociation du PCl5 dans les conditions données. Nous avons également montré comment l'ajout de PCl3 diminue α, ce qui est cohérent avec le principe de Le Chatelier.