A pressão de vapor do etanol a 34,99^circ C é 13,3 kPa. Sabendo-se que a entalpia padrão de vaporização do etanol é de 43,5 kJ^-1 mol^-1, determine o ponto de ebulição do etanol a 1,8 atm. Dados: 1 kPa=101,325 atm.

Passo 1

Vamos começar resumindo o que a questão nos apresenta. Sabemos que a pressão de vapor do etanol a 34,99^circ C é de 13,3 kPa e que a entalpia padrão de vaporização é 43,5 kJ/mol. Nosso objetivo é determinar o ponto de ebulição do etanol quando a pressão externa é de 1,8 atm. Para resolver isso, vamos utilizar a equação de Clausius-Clapeyron, que relaciona a pressão de vapor com a temperatura.

Passo 2

A equação de Clausius-Clapeyron é a seguinte:
ln(P2P1) = -De
Onde:
  • P1 e P2 são as pressões de vapor nas temperaturas T1 e T2, respectivamente.
  • De é a entalpia de vaporização.
  • R é a constante dos gases, que vale 8,314 J/mol·K.

Passo 3

Primeiro, precisamos converter a temperatura de T1 de Celsius para Kelvin:
T1 = 34,99^circ C + 273,15 = 308,14 K

Passo 4

Também vamos converter a entalpia de vaporização de kJ/mol para J/mol para manter as unidades consistentes:
De

Passo 5

Agora, precisamos converter a pressão P2 de atm para kPa usando a relação fornecida:
1 atm = 101,325 kPa
Então:
P2 = 1,8 atm times 101,325 kPa/atm = 182,385 kPa

Passo 6

Com todas as unidades convertidas, substituímos os valores na equação de Clausius-Clapeyron:
ln(182,38513,3) = -435008,314 (1T2 - 1308,14)

Passo 7

Calculando o lado esquerdo da equação:
ln(182,38513,3) = ln(13,723) approx 2,62

Passo 8

Calculando o fator da entalpia:
-435008,314 approx -5237,9

Passo 9

Isolando 1T2 na equação:
2,62 = -5237,9 (1T2 - 1308,14)
1T2 - 1308,14 = 2,62-5237,9 approx -0,000501
1T2 = -0,000501 + 1308,14 approx -0,000501 + 0,003245 = 0,002744

Passo 10

Finalmente, invertendo para encontrar T2:
T2 = 10,002744 approx 364,7 K
Convertendo para Celsius:
T2 = 364,7 K - 273,15 = 91,55^circ C

Resposta

O ponto de ebulição do etanol a 1,8 atm é aproximadamente 91,55^circ C.

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