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Industrialmente, o PCl5 é sintetizado em reator fechado por meio da cloração do PCl3, de acordo com a equação química a seguir.
PCl3(g) + Cl2(g) ⇌ PCl5(g) ΔH = −124 kJ/mol
Conforme o princípio de Le Châtelier, o rendimento desse processo pode ser aumentado