Exercícios Resolvidos de Diagrama de fases

Ver Teoria

Enunciado

Levando em consideração o diagrama de fases da água, responda:

  1. O que podemos concluir sobre a inclinação do limite de fase sólido – líquido da água?
  2. Qual ponto no diagrama representa o ponto triplo?
  3. O ponto B representa qual equilíbrio dinâmico?
  4. Em qual fase está a água no ponto C?

Passo 1

a) Antes de mais nada, precisamos identificar onde está o limite entre a fase sólida e a fase líquida. Repara que, se a gente pegar a linha na pressão atmosférica (cerca de 760 mmHg), a gente sabe que, até 0°C temos água na fase sólida, depois temos água na fase líquida até 100°C, e depois água na fase vapor.

Então, o limite entre as fases sólida e líquida é a linha que liga os pontos M e T.

Agora, o enunciado nos pede pra explicar aquela inclinação. O que ela indica? Repara que ela tem uma inclinação negativa, o que significa que, conforme abaixamos a pressão, mais temperatura precisamos pra passar do estado sólido pro líquido. Mas isso é meio antiintuitivo porque, normalmente, quanto menor a pressão, maior a tendência das substâncias passarem do estado sólido para o líquido.

Você lembra que, quando aumentamos a pressão, a tendência é que a fase mais estável seja a que ocupa menos volume, né? A fase que ocupa menos volume é a mais densa!

Ou seja, na água, a fase mais densa é a líquida, e não a sólida. Isso difere da maioria das substâncias, e é por isso que o gelo flutua na água! 😊 O pico de densidade da água fica por volta de 4°C!

Passo 2

b) O ponto triplo é o ponto em que as três fases coexistem em equilíbrio dinâmico – vapor, líquido e sólido, e esse ponto no diagrama é o ponto T!

Passo 3

c) O ponto B representa o equilíbrio de fases entre a fase vapor e líquida. Ele está, portanto, no limite de fases líquido – vapor.

Passo 4

d) Como o ponto está na parte do diagrama de fases em que a fase vapor é a mais estável, o ponto C representa a água no estado vapor.

Resposta

a) Podemos concluir que, diferente da maioria das substâncias, na água a fase líquida é mais densa que a fase sólida.

b) O ponto T representa o ponto triplo no diagrama.

c) O equilíbrio líquido – vapor.

d) Ela está na fase vapor.

Exercícios de Livros Relacionados

O aparelho do Exercício 9.110 foi novamente evacuado. Em seguida, 35,0 g de clorofórmio, C H C l 3 , são colocados no balão A e 35,0 g de acetona, C H 3 C O C H 3 , no balão B. O sistema entra em equi
Use o diagrama de fases do Carbono, do exercício 9.16 para (a) Descrever as transições de fase que o carbono experimentaria se fosse comprimido, em temperatura de 2000K de 100 atm até 1x 106 atm; (b)
A figura 6.43 reproduz o diagrama de fase, levantado experimentalmente, da solução do hexano e heptano, cujo comportamento é quase ideal. (a) Identifique as fases presentes em cada região do diagrama.
De o número de componentes de um sistema com A l C l 3 dissolvido em água, observando que há hidrólise e precipitação do A l O H 3 .
Os seguintes dados de temperatura/composição foram btidos para soluções de octano (O) e metilbenzeno (M), a 1,0a t m . A fração molar na solução líquida é x e no vapor em equilíbrio é y .O ponto de eb