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 9.1 - Ex. 16

Use o diagrama de fases do Carbono, mostrado a seguir indica as condições extremas necessárias para formar diamantes a partir da grafita. (a) Em 2000 K, qual a pressão mínima necessária para que a grafita se transforme em diamante? (b) Qual é a temperatura mínima na qual o carbono líquido pode existir a pressões abaixo de 10000 atm? (c) Em que pressão a grafita se funde a 3000 K?

Passo 1

Podemos fazer o item a com auxílio de uma régua. Traçar uma reta quando a temperatura for 2000 K. até interceptar a linha entre o diamante e a grafita.

Teremos uma pressão aproximadamente 6 GPa, se traçarmos outra horizontal neste ponto de cruzamento.

Portanto, esta é a pressão mínima que o fenômeno ocorre.

Passo 2

Vamos usar a linha de apoio de 10000 atm. Ele nos pede a temeratura mínima que o crbono líquido pode existir em pressões abaixo dessa pressão. Pelo gráfico, temos aproximadamente esta região:

Esse valor, se aproximarmos com o auxílio de um escalímetro ou régua é de 41250 K.

Passo 3

Em que pressão a grafita se funde a 3000 K?

Primeiro, lembrando que fundir é o fenômeno onde uma substância passa do estado sólido para o líquido. Ou seja, em qual pressão a grafita se transforma em líquido, considerando a temperatura de 3000 K.

Subindo uma reta, acharemos um ponto triplo dessa interceção.

Observamos, que se seguirmos a linha azul, não temos uma interseção dela com a curva dos líquidos, portanto, é termodinamicamente impossível a fusão da grafita na temperatura de 3000 K, independente da pressão.

Resposta

(a) 6 GPa

(b) 41250 K

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