A pressão de vapor do bromo líquido, a 9,3 ^circ C, é 100 Torr. Se o calor de vaporização é 30,91 kJ / mol, calcule o ponto de ebulição normal do bromo.

Passo 1

Beleza, vamos lá! A gente tem um exercício que fala sobre a pressão de vapor do bromo líquido a 9,3 °C, que é 100 Torr, e o calor de vaporização desse líquido, que é 30,91 kJ/mol. A pergunta é: qual é o ponto de ebulição normal do bromo?
Para resolver isso, vamos precisar usar a Equação de Clausius-Clapeyron, que relaciona a pressão de vapor de uma substância com a temperatura. Essa equação é super útil para entender como a pressão e a temperatura mudam quando um líquido se transforma em vapor.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar a Equação de Clausius-Clapeyron:
ln(P2P1) = -De
Aqui:
  • é a pressão inicial (100 Torr)
  • é a pressão final, que no ponto de ebulição normal é igual à pressão atmosférica padrão (760 Torr)
  • é o calor de vaporização (30,91 kJ/mol)
  • é a constante dos gases (8,314 J/mol·K)
  • é a temperatura inicial em Kelvin
  • é a temperatura final em Kelvin, que queremos encontrar

Passo 3

Vamos converter todas as unidades para o Sistema Internacional para facilitar os cálculos. Primeiro, a temperatura:
T1 = 9,3,°C = 9,3 + 273,15 = 282,45,K
E o calor de vaporização:
De
A pressão final é 760 Torr, que já está na unidade correta.

Passo 4

Agora, vamos organizar a equação para resolver ln(760100) = -309108,314 (1T2 - 1282,45) :
ln(7,6) approx 2,028
Primeiro, calculamos o logaritmo:

Passo 5

Vamos substituir os valores:
2,028 = -309108,314 (1T2 - 1282,45)
Calculando o coeficiente:
-309108,314 approx -3718,5
Então:
2,028 = -3718,5 (1T2 - 1282,45)

Passo 6

Dividindo ambos os lados por -3718,5:
2,028-3718,5 = 1T2 - 1282,45
-0,000544 = 1T2 - 0,003545

Passo 7

Isolando 1T2 = -0,000544 + 0,003545 = 0,003001 :
T2 = 10,003001 approx 333,2,K
Então:

Passo 8

Convertendo de Kelvin para Celsius:
T2 = 333,2,K - 273,15 = 60,05,°C

Resposta

O ponto de ebulição normal do bromo é aproximadamente 60,05 °C.

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