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Enunciado

Química - Atkins - Fisico-Quimica - Vol. 1- Ed: 8º - Capítulo 4.Problemas Numéricos - Ex. 11

Numa investigação sobre as propriedades termofísicas do tolueno apresentou duas expressões analíticas para duas curvas de coexistência. A Curva da coexistência do sólido com o liquido é dada por:

p b a r = p 3 b a r + 1000 ( 5,60 + 11,727 x ) x

A curva do líquido-vapor é dada por:

l n l n   p b a r = - 10,418 y + 21,157 - 15996 y + 14,015 y 2 - 5,0120 y 3 + 4,7224 ( 1 - y ) 1,70  

(a) Faça o gráfico das curvas de equilíbrio de fases sólido-líquido e líquido-vapor. (b) Estime o ponto de fusão padrão do tolueno. (c) Estime o ponto de ebulição padrão do tolueno. (d) Calcule a entalpia-padrão de vaporização do tolueno. O volume molar do tolueno líquido no ponto de ebulição normal é de 0,12 d m 3 m o l - 1 e do tolueno vapor, no mesmo ponto, é de 30,3 d m 3 m o l - 1 .

Passo 1

Bora matar essa questão chuchu?

O gráfico da parte (a) da questão será:

Passo 2

Na parte (b) vamos estimar o ponto de fusão padrão do tolueno:

T = ( 1 + x ) T 3

Sabendo que:

x = 0,000179

Temos que:

T = ( 1,000179 ) ( 178,15   K )

T = 178,18   K

Passo 3

Na parte (c) temos que estimar o ponto de ebulição padrão do tolueno. O ponto de ebulição padrão é a temperatura na qual o líquido e o vapor estão em equilíbrio 1 bar. Essa temperatura pode ser encontrada resolvendo a equação da curva de coexistência líquido-vapor para a temperatura. Esta equação é muito complicada de resolver analiticamente, mas não é difícil de resolver numericamente com uma planilha. A resposta calculada é T = 383,6 K.

Passo 4

Por fim, na parte (d), vamos ter que:

∆ v a p H θ = ( 383,6   K ) ( 30,3 - 0,12 d m 3 m o l - 1 1000   d m 3 m - 3 ) ( 2,851   K P a   K - 1 )

∆ v a p H θ = 33   K J   m o l - 1

Resposta

T = 178,18   K

T = 383,6 K

∆ v a p H θ = 33   K J   m o l - 1

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