Enunciado

Uma solução de L i C l / H 2 O 20 % molar é feita usando seis processos de mistura điferentes:(a) Mistura de L i C l ( s ) com H 2 O ( t ) .(b) Mistura de H 2 O ( l ) com uma soluçāo L i C l / H 2 O , 25 % na base molar.(c) Mistura de L i C l ⋅ H 2 O ( s ) c o m ⁡ H 2 O ( l ) .(d) Mistura de L i C l ( s ) com uma solução L i C l / H 2 O , 10 % na base molar.(e) Mistura de uma soluçāo L i C l / H 2 O , 25 % na base molar, com uma solução L i C l / H 2 O , 10 % na base molar.(f) Mistura de L i C l ⋅ H 2 O ( s ) com uma solução L i C l / H 2 O , 10 % na base molar.A mistura em todos os casos é isotérmica, a 25 ∘ C . Em cada item, determine o efeito térmico em J mol   - 1 da solução final.

Passo 1

Uma solução de L i C l / H 2 O 20 % molar é feita usando seis processos de mistura điferentes:(a) Mistura de L i C l ( s ) com H 2 O ( t ) .

L i C l + 4 H 2 O → L i C l ( 4 H 2 O )   Δ H : = - 25.5 ⋅ k J m o l   d a   f i g u r a   12.14

0.2 ⋅   m o l .   H = - 5.1 k J

Passo 2

(b) Mistura de H 2 O ( l ) com uma soluçāo L i C l / H 2 O , 25 % na base molar.

(b) L i C l ⁡ ( 3 H 2 O ) → L i C l + 3 H 2 O (1)

L i C l + 4 H 2 O → L i C l ( 4 H 2 O ) (2)

L i C l ⁡ ( 3 H 2 O ) + H 2 O → L i C l ( 4 H 2 O )

Δ H 1 : = 20.756 ⋅ k J m o l   d a   p .   457 - Δ H L i C l   e m   3 m o l H 2 O )

Δ H 2 : = - 25.5 ⋅ k J m o l da figura 12.14

Δ H : = 0.2 ⋅ m o l ⋅ H 1 + Δ H 2                           Δ H = - 0.949 k J

Passo 3

(c) Mistura de L i C l ⋅ H 2 O ( s ) c o m ⁡ H 2 O ( l ) .

(c) L i C l * H 2 O L i     →       1 / 2 C l 2 + H 2 + 1 / 2 O 2 (1)

H 2 +   1 / 2 O 2         →   H 2 O (2)

L i + 1 / 2 C l 2 → L i C l (3)

L i C l + 4 H 2 O ⟶ L i C l ( 4 H 2 O ) (4)

L i C l * H 2 O + 3 H 2 O ⟶ L i C l ( 4 H 2 O )

Δ H 1 : = 712.58 ⋅ k J m o l d a   p .   457   p a r a   L i C l ⋅ H 2 O

Δ H 2 : = - 285.83 ⋅ k J m o l   d a   t a b e l a   C . 4   Δ H f H 2 O ( l )

Δ H 3 : = - 408.61 ⋅ k J m o l   d a   p .   457   p a r a   L i C l

Δ H 4 : = - 25.5 ⋅ k J m o l   d a   f i g u r a   12.14

Δ H : = 0.2 ⋅   m o l   ⋅ ( H 1 + △ H 2 + Δ H 3 + H 4 )                               Δ H = - 1.472 k J

Passo 4

(d) L i C l + 4 H 2 O     → L i C l ( 4 H 2 O ) (1)

4 / 9 ( 9   H 2 O ) →   L i C l + 9 H 2 O ) (2)

5 / 9 L i C l + 4 / 9 L i C l ( 9 H 2 O ) → L i C l ( 4 H 2 O )

Δ H 1 : = - 25.5 ⋅ k J m o l d a   f i g u r a   12.14

Δ H 2 : = 4 9 ⋅ ( 32.4 ) ⋅ k J m o l da figura 12.14

Δ H : = 0.2 ⋅ m o l ⋅ H 1 + Δ H 2                                             Δ H = - 2.22 k J

Passo 5

(e) 5 / 6 ( L i C l ⁡ ( 3 )   H 2 O   ) → L i C l + 3   H 2 O   ) ( 1 )

1 / 6 ( L i C l ⁡ ( 9 H 2 O ) → L i C l + 9 H 2 O ) (2)

L i C l + 4 H 2 O L i C l ⁡ ( 4 H 2 O ) (3)

---------------------------------------------------------------------

5 / 6 L i C l ( 3 H 2 O ) + 1 / 6 L i C l ( 9 H 20 ) → L i C l ( 4 H 2 O )

Δ H 1 : = 5 6 ⋅ ( 20.756 ) ⋅ k J m o l   d e   p .   457 Δ H L i C l ( s ) - Δ H L i C l   e m   3 m o l H 2 O

Δ H 2 : = 1 6 ⋅ ( 32.4 ) ⋅ k J m o l da figura 12.14

Δ H 3 : = - 25.5 ⋅ k J m o l da figura 12.14

Δ H : = 0.2 ⋅   m o l .   H 1 + △ H 2 + H 3                                               Δ H = - 0.561 k J

Passo 6

(f) 5 / 8 L i C l * H 2 O L i + l / 2 C l 2 + H 2 + 1 / 2 O 2 (1)

5 / 8 ( H 2 + 1 / 2 O 2 → H 2 O ) (2)

3 / 8 ( L i C l ⁡ ( 9 H 2 O ) → L i C l + 9 H 2 O ) (3)

5 / 8 ( L i + 1 / 2 C l → 2 L i C l (4)

L i C l + 4 H 2 O → L i C l ( 4 H 2 O ) (5)

5 / 8 L i C l * H 2 O + 3 / 8 L i C l ( 9   H 2 O )   →   L i C l ( 4 H 2 O )

Δ H 1 : = 5 8 ⋅ ( 712.58 ) ⋅ k J m o l d a   p .   457   o a r a   L i C l ⋅ H 2 O

Δ H 2 : = 5 8 ⋅ ( - 285.83 ) ⋅ k J m o l d a   t a b e l a   C . 4   Δ H f H 2 O ( I )

Δ H 3 : = 3 8 ⋅ ( 32.4 ) ⋅ k J m o l da figura 12.14

Δ H 4 : = 5 8 ⋅ ( - 408.61 ) ⋅ k J m o l   d a   p .   457   p a r a   L i C l

Δ H 5 : = - 25.5 ⋅ k J m o l da figura 12.14

Δ H : = 0.2 ⋅ m o l ⋅ ( H 1 + Δ H 2 + Δ H 3 + Δ H 4 + H 5 )                                 Δ H = - 0.403 k J

Resposta

(a)   0.2 ⋅   m o l .   H = - 5.1 k J

(b) Δ H = - 0.949 k J

(c) Δ H = - 1.472 k J

(d) Δ H = - 2.22 k J

(e) Δ H = - 0.561 k J

(f) Δ H = - 0.403 k J

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