Responde Aí
Acesse com GoogleAcesse com AppleAcesse com Facebook

Enunciado

Química - Princípios de Química: Questionando a Vida Moderna e o Meio Ambiente - 5ª Edição - Peter Atkins, Loretta Jones e Leroy Laverman- Ed: 5º - Capítulo 10.1 - Ex. 117

Diga qual é a pressão de vapor da água pesada, D 2 O e da água normal, em 25°C, usando os dados do Apêndice 2A. Como esses valores se comparam? Use seus conhecimentos das forças intermoleculares para explicar as diferenças observadas.

Passo 1

Vamos continuando ...

Então galera, vamos começar pela água pesada, ok?

Transformando a água líquida em gasosa:

D 2 O ( l ) ↔ D 2 O ( g )

A expressão para a constante do equilíbrio é:

K 1 = P D 2 O ( g ) P D 2 O ( l )

A pressão parcial para a um líquido puro é igual a 1 bar:

K 1 = P D 2 O ( g )

Então, para achar a pressão de vapor da água dura nós precisamos da constante do equilíbrio. E como vamos acha-la?

Simples! Bora usar a expressão para a energia livre de Gibbs no equilíbrio:

∆ G r 0 = - R T l n   K 1

Isolando K 1 :

K 1 = e - ∆ G r 0 R T

Já sabemos que:

R = 8,314 J m o l . K

T = 25 + 273 = 298   K

Então, só precisamos achar ∆ G r 0 .

Passo 2

E para isso vamos lembrar da equação:

∆ G r 0 = ∆ G f 0 p r o d u t o s - ∆ G f 0 r e a g e n t e s

De acordo com o Apêndice 2A:

∆ G f 0 D 2 O ( g ) = - 234,54 k J m o l

∆ G f 0 D 2 O ( l ) = - 243,33 k J m o l

Substituindo

∆ G r 0 = - 234,54 k J m o l - - 243,33 k J m o l

∆ G r 0 = 8,9 k J m o l = 8900 J m o l

Achando a constante do equilíbrio, equação do passo 1:

P D 2 O ( g ) = K 1 = e - 8900 J m o l 8,314 J m o l . K ( 298   K ) = 0,028   b a r

Então a pressão de vapor da água pesada é 0,028 bar.

Passo 3

Para a água, de acordo com o Apêndice 2A:

∆ G f 0 H 2 O ( g ) = - 228,5 k J m o l

∆ G f 0 H 2 O ( l ) = - 237,13 k J m o l

Substituindo

∆ G r 0 = - 228,5 k J m o l - - 237,13 k J m o l

∆ G r 0 = 8,56 k J m o l = 8560 J m o l

Como a constante de equilíbrio é dada da mesma forma:

P H 2 O ( g ) = K 2 = e - 8560 J m o l 8,314 J m o l . K ( 298   K ) = 0,032   b a r

Então a pressão de vapor da água pesada é 0,032 bar.

Passo 4

Vimos que a P D 2 O ( g ) < P H 2 O ( g ) . Por que isso acontece?

O deutério é menos eletronegativo do que o próton, devido ao nêutron extra que ele possui.

Então, a ligação D - O é mais polar do que H - O . Essa polaridade mais alta gera uma ligação de hidrogênio mais forte em D 2 O do que em H 2 O .

Se a ligação de H 2 O é mais fraca, a pressão de vapor da água deverá ser maior do que D 2 O ,   já que será mais fácil quebrar as suas ligações!!

O que acharam desta ? Bem legal, não foi?

Resposta

P D 2 O ( g ) < P H 2 O ( g )

Ver Outros Exercícios desse livro

Exercícios de Livros Relacionados

Exprima a constante de equilíbrio da reação em fase gasosa A+3 B⇌ 2 C em termos do valor do grau de avanço no equilíbrio, ξ , no caso de A e B estarem inicialmente na proporção estequiométrica. Ache a
Em bactérias anaeróbicas, a fonte de carbono pode ser uma molécula diferente de glicose e o aceitador de elétrons final é alguma molécula diferente de O2. Uma bactéria poderia evoluir para usar o par
Calcule a variação percentual da constante de equilíbrio K da reação C H 3 O H g + N O C l g⇆ H C l g + C H 3 N O 2 g , quando a pressão passa de 1,0 bar para 2,0 bar, a temperatura constante.
Encontre uma expressão da energia de Gibbs padrão de reação numa temperatura T’ em termos do seu valor em outra temperatura T e dos coeficientes a ,bec da expressão da capacidade calorífica molar list
Admita que um catalisador de ferro numa determinada indústria faça com que a produção de amônia seja mais barata a 450°C, quando a pressão é tal que Δ r G para reação 1 2 N 2 g + 3 2 H 2 g → N H 3 ( g