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.