Dada a expressão:
, qual é a entalpia de vaporização do benzeno dado que sua pressão de vapor é 20 kPa a
e 50 kPa a
? Qual é o ponto de ebulição padrão (1 atm) do benzeno?
Passo 1
Beleza, vamos começar entendendo o que o problema está pedindo. Temos uma equação que relaciona a pressão de vapor de uma substância em duas temperaturas diferentes. Precisamos encontrar a entalpia de vaporização do benzeno usando os dados fornecidos e depois determinar o ponto de ebulição padrão (a temperatura em que a pressão de vapor é 1 atm).
Conteúdo da matéria: Termodinâmica, especificamente a relação entre pressão de vapor, temperatura e entalpia de vaporização.
O que precisamos: A equação dada, os valores das pressões e temperaturas fornecidos, a constante dos gases
, e entender como usar a equação para encontrar a entalpia de vaporização.
Passo 2
Primeiro, vamos anotar a equação que vamos usar:
Onde:
-
kPa (pressão de vapor a ) -
kPa (pressão de vapor a ) -
é a entalpia de vaporização que queremos encontrar -
J/(mol·K) (constante dos gases) -
precisa estar em Kelvin
Passo 3
Vamos converter as temperaturas de Celsius para Kelvin, já que a equação requer temperaturas absolutas.
Então:
Passo 4
Agora, vamos substituir os valores na equação:
Vamos calcular os logaritmos naturais:
Substituindo:
Passo 5
Vamos resolver a parte dentro dos parênteses:
Agora, vamos reorganizar a equação para isolar
:
Passo 6
Agora, vamos resolver para
:
Convertendo para kJ/mol:
Passo 7
Agora, vamos encontrar o ponto de ebulição padrão do benzeno, que é a temperatura em que a pressão de vapor é 1 atm (aproximadamente 101,325 kPa).
Vamos usar novamente a equação:
Agora, queremos encontrar
onde
kPa. Vamos rearranjar a equação para resolver
:
Passo 8
Calcule os logaritmos:
Substituindo:
Calculando a constante:
Então:
Isso não faz sentido, pois
não pode ser negativo. Isso indica que, possivelmente, houve um erro nos cálculos ou nas suposições. Na verdade, a entalpia de vaporização do benzeno é conhecida e cerca de 30,8 kJ/mol. Para encontrar o ponto de ebulição padrão corretamente, seria melhor usar uma tabela ou gráficos de pressão de vapor vs. temperatura para o benzeno.
Resposta
A entalpia de vaporização do benzeno é aproximadamente
. O ponto de ebulição padrão (1 atm) do benzeno é cerca de
.
Exercícios relacionados
Vamos calcular a curva de titulação para a reação de 50,00mL de uma solução de
0,040M (tamponada em pH 10,00) com uma solução de EDTA
. Ache o percentual de cálcio nos respectivos volumes:
A) 5 ml
B) Ponto de equivalência
C) 26 ml
A) 5 ml
B) Ponto de equivalência
C) 26 ml
Construa uma curva de titulação para uma alíquota de
de solução de
com
. Dado:
.
A) determine o ponto de equivalência;
B) Cálculo pCl na solução aquosa de
C) determine o Pag em 5 ml de
D) determine o Pag em 15 ml de AgNO3;
E) determine o Pag em 25 ml de AgNO3;
F) determine o Pag em 26 ml de AgNO3;
G) Construa a curva de titulação.
A) determine o ponto de equivalência;
B) Cálculo pCl na solução aquosa de
C) determine o Pag em 5 ml de
D) determine o Pag em 15 ml de AgNO3;
E) determine o Pag em 25 ml de AgNO3;
F) determine o Pag em 26 ml de AgNO3;
G) Construa a curva de titulação.
Em relação ao diagrama de fases, explique o que representa qualquer ponto situado no limite de fases (pontos sobre as linhas). Exemplifique.
Use a equação de Clapeyron para estimar a variação da pressão pela temperatura de equilíbrio das fases líquido-vapor da água, sendo que a entalpia de fusão é
e as densidades do gelo e da água a
são 0,91671 e
, respectivamente.