Exercícios Resolvidos de Vaporização

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Enunciado

O tetracloro-metano, C C l 4 , que agora sabemos ser cancerígeno, era usado como solvente para lavagem a seco. A entalpia de vaporização do C C l 4 é de 33,05   k J . m o l - 1 e sua pressão de vapor em 57,8 ° C é de 405   T o r r . Qual a pressão de vapor do tetracloro-metado em 25 ° C ?

Passo 1

Para começarmos o exercício, precisamos lembrar da equação de Clausius-Clapeyron, que relaciona justamente as pressões de vapor de uma mesma substância em temperaturas diferentes.

ln ⁡ P 2 P 1 = Δ H v a p 0 R 1 T 1 - 1 T 2

Onde R é a constante dos gases ideais e Δ H v a p 0 a entalpia de vaporização (que o enunciado nos dá).

Daí é só substituir os valores na equação!

Passo 2

Como vamos usar R   =   8,31   J . m o l - 1 . K - 1 , precisamos ajustar as unidades!

Para as temperaturas:

T 1 = 57,8 o C = 330,8   K T 2 = 25 o C = 298   K

Para a pressão, como o ln é adimensional, podemos deixar P1 em Torr! Mas encontraremos P 2 em Torr também!

Então a equação fica:

ln ⁡ P 2 405 = 33050 J m o l 8,31 J m o l . K 1 330,8 K - 1 298 K

ln ⁡ P 2 405 = - 1,3233

ln ⁡ P 2 - ln ⁡ 405 = - 1,3233

ln ⁡ P 2 = 4,6806

P 2 = 107,83   T o r r

Passo 3

Para saber se a resposta está coerente ou não fisicamente, podemos pensar que a pressão de vapor aumenta com a temperatura, né? Maior agitação de moléculas, mais fácil passar pra fase gasosa, mais moléculas na fase gasosa e essa tour toda!

Então, quando comparamos a pressão de vapor do C C l 4 em duas temperaturas diferentes, o esperado é mesmo que na temperatura menor (nesse caso, em 25 ° C ) a pressão de vapor seja menor!

Resposta

107,83 Torr

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Lance no mesmo conjunto de eixos as linhas da Equação de Clausius-Clapeyron para ∆ H v a p = 15k J ,20k J ,25k Je30k J . A pressão de vapor de um líquido é mais sensível a variações de temperatura qua