Bismuto e Cádmio são completamente imiscíveis na fase sólida. A
estão em equilíbrio Bi sólido e solução, sendo que essa possui
de Bi. Calcule a quantidade de Bi sólido e de solução em equilíbrio quando uma mistura fundida, contendo 209 g de Bi e
de Cd, é resfriada até
. O eutético tem
de Bi e cristaliza a
. As massas molares do Bi e Cd são, respectivamente,
e 112,4 g/mol.
Passo 1
Vamos resolver um exercício sobre equilíbrio de fases em uma liga de Bismuto (Bi) e Cádmio (Cd). A matéria envolve conceitos de diagramas de fases, solubilidade e reações eutéticas. Para resolver, vamos precisar das massas iniciais de Bi e Cd, das proporções molares na solução a 220 °C, e das massas molares de cada elemento.
Passo 2
Primeiro, vamos converter as massas de Bi e Cd para moles usando suas massas molares.
Para o Bi:
Para o Cd:
Passo 3
Agora, somamos os moles totais da mistura:
Passo 4
A composição da solução a 220 °C tem 80 mol% de Bi. Vamos chamar a quantidade de solução de
mol.
A quantidade de Bi na solução:
A quantidade de Cd na solução:
Passo 5
Como o Bi sólido é totalmente imiscível na solução, a quantidade de Bi sólido será a diferença entre o total de Bi e o Bi na solução:
Passo 6
Sabemos que a quantidade total de Cd é igual à quantidade de Cd na solução:
Passo 7
Substituindo
na expressão para
:
Resposta
Em equilíbrio a
, a mistura contém
de Bi sólido e
de solução.
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O que se entende por sistemas condensados? Qual é a variância máxima obtida em sistemas condensados de dois componentes? Nesses sistemas, quantas fases devem estar em equilíbrio para que a variância seja nula?
A solubilidade ideal do naftaleno, a
, é
. O valor experimental da solubilidade do naftaleno em benzeno é
e em etanol,
. Explique a razão de o último valor diferir tanto do valor ideal e o primeiro, tão pouco.
14
Prata e cobre
formam eutético a
, o qual contém 39,9 mol% de
. O sistema apresenta miscibilidade parcial no estado sólido, formando duas soluções sólidas cojugadas, cujas composições variam com a temperatura da seguinte forma:
Prata
Temperatura
|
Composição (mol% de Cu) | |
---|---|---|
Solução
|
Solução
|
|
779 | 14,1 | 95,1 |
500 | 3,1 | 99,1 |
200 | 0,35 | 99,9 |
Admitindo que as linhas de equilíbrio sólido-líquido sejam retas; trace o diagrama temperatura-composição e determine, para uma liga fundida contendo 20 mol% de Cu :
a) A temperatura em que o primeiro sólido cristaliza.
b) A composição do sólido que primeiro cristaliza.
c) A proporção de sólido no sistema a .
d) A proporção de eutético no sistema a .
e) A composição do sistema a .
a) A temperatura em que o primeiro sólido cristaliza.
b) A composição do sólido que primeiro cristaliza.
c) A proporção de sólido no sistema a
d) A proporção de eutético no sistema a
e) A composição do sistema a
Os seguintes dados foram obtidos pela análise térmica de misturas líquidas de Mg e Si :
Composição (% de Mg em peso) | Ponto de inflexão (
|
Patamar <br>
|
---|---|---|
0 | - | 1420 |
15 | 1290 | 950 |
30 | 1150 | 950 |
43 | - | 950 |
55 | 1070 | 950 |
63 | - | 1102 |
80 | 1000 | 640 |
97 | - | 640 |
100 | - | 650 |
a) Construa o diagrama de fases do sistema considerado e determine a fórmula do composto, se existir.
b) Quanto silício puro se pode obter pelo resfriamento, até , de 10 kg do líquido que contém
de Mg ? Qual a composição do líquido remanescente?
b) Quanto silício puro se pode obter pelo resfriamento, até