Pentachlorure de phosphore

Dans cette vidéo, nous traitons du pentachlorure de phosphore, un composé toxique utilisé en synthèse organique pour ajouter des atomes de chlore à une chaîne carbonée. En phase gazeuse, il se décompose en trichlorure de phosphore et en dichlore, atteignant un équilibre en phase gazeuse. Nous examinons un réacteur fermé d'un volume constant de 2 litres, maintenu à une température constante de 180 degrés. À cette température, la constante thermodynamique de l'équilibre, notée K0, est égale à 8. Nous y introduisons 0,5 mol de PCl5. Que va-t-il se passer ? Tout d'abord, nous devons écrire l'équation de réaction qui décrit le processus dans le réacteur. Sur la base de la stoichiométrie, nous formons du trichlorure de phosphore et du dichlore. Ainsi, nous obtenons l'équation suivante : PCl5 (gaz) = PCl3 (gaz) + Cl2 (gaz). Ensuite, nous construisons un tableau d'avancement relatif à cette réaction, où nous commençons avec un avancement de XI. Nous avons ici un coefficient stoichiométrique de 1. La question suivante consiste à exprimer les pressions partielles des gaz en fonction de N0, de l'avancement et de la pression initiale P0. Nous utilisons la loi des gaz parfaits pour obtenir la pression initiale P0, qui est égale à N0 RT / V, où RT / V est P0 / N0. Ainsi, nous obtenons PCl5 = (1 - XI / N0) * P0. De manière similaire, nous obtenons PCl3 = XI * P0 / N0 et Cl2 = XI * P0 / N0. Ensuite, nous devons calculer le coefficient de dissociation à l'équilibre, noté α, qui est égal à XI / N0. Nous utilisons la constante d'équilibre K0 pour obtenir α. Nous réarrangeons l'expression pour K0 pour obtenir une équation du second degré et calculons α en utilisant les racines de cette équation. Dans ce cas, α est égal à 0,0029. Physiquement, cela représente la proportion de PCl5 qui se transforme à l'équilibre. Enfin, nous calculons la pression totale dans le réacteur à l'équilibre. Nous utilisons la loi de Dalton pour obtenir la somme des pressions partielles, ce qui donne une pression totale de 1 + α * P0. En appliquant les valeurs numériques, nous obtenons une pression totale de 9,44 bar à l'intérieur du réacteur. Il est important de noter que cet exercice peut être complexe en raison de la dissociation du gaz en deux composés, ce qui entraîne une augmentation de pression. Il faut également faire attention à l'expression des différentes grandeurs mentionnées. Merci d'avoir regardé cette vidéo et à bientôt !