Problemas de termodinâmica química I (mieq)



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PROBLEMA Nº 27


ASSUNTO : Propriedades parciais molares.

OBJECTIVO : Preparação de uma mistura binária


Determinar as quantidades de metanol e de água puros que devem ser misturadas a 25 ºC com o objectivo de preparar 2 litros de uma mistura anticongelante formada por metanol e água, 30 % molar em álcool. Sabe-se que os volumes parciais molares do metanol (componente 1) e da água (componente 2) na mistura 30 % molar em metanol a 25 ºC são, respectivamente, V1= 38.32 cm3.mol-1 e V2=17.765 cm3.mol-1 . Para os componentes puros a 25 ºC sabe-se que Vm,1*= 40.727 cm3.mol-1 e Vm,2*=18.068 cm3.mol-1.
RESULTADO : V1(total) = 1017 cm31 e V2 (total)= 1053 cm3.


PROBLEMA Nº 28


ASSUNTO : Propriedades parciais molares.

OBJECTIVO : Cálculo de um volume parcial molar a diluição infinita




À temperatura de 182.32 K o volume molar das misturas líquidas de óxido nitroso (N2O) e etileno (C2H4) varia com a composição segundo:


em que x2 é a fracção molar de etileno. Esta expressão só é válida para soluções muito diluídas (x2≤0.02).

Os volumes molares dos componentes puros são, nas mesmas condições de P e T, respectivamente Vm,1*= 35.49 cm3.mol-1 e Vm,2*= 51.10 cm3.mol-1. Calcular o volume molar do etileno na solução a diluição infinita.
RESULTADO: V2 (x2=0) = 35.50 cm3.mol-1.

PROBLEMA Nº 29


ASSUNTO : Propriedades parciais molares.

OBJECTIVO : Cálculo de volumes molares de misturas

Diga se uma mistura de 186 litros de clorofórmio (componente 1) e 114 litros de acetona (componente 2) pode ser integralmente armazenada num reservatório com 300 litros de capacidade, a 25 ºC e à pressão atmosférica. A 25 ºC e 1 atm Vm,1*= 80.173 cm3.mol-1 , Vm,2*= 73.519 cm3.mol-1 e a diferença dos volumes parciais molares em função da composição é




x1

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

(V1-V2)/cm3.mol-1

6.170

6.280

6.377

6.480

6.582

6.685

6.787

6.881

6.991

Sabe-se ainda que o volume da mistura com x1 = 0.1 é 74.648 cm3.mol-1.

.

RESULTADO: V= 301.41 litros (> 300.51) .



PROBLEMA Nº 30


ASSUNTO : Propriedades parciais molares

OBJECTIVO : Cálculo do volume molar de uma solução sólida

S. G. Greer, L. Meyer [J. Chem. Phys. 50 (1969) 4299] , mediram o parâmetro da rede a para as soluções sólidas cristalinas de Ar(1)+CH4(2) à temperatura de 65 K. A estrutura da rede verificou-se ser cúbica de faces centradas (vd. nota). Desse estudo pode concluir-se que



Determinar o volume molar parcial do árgon na solução sólida de composição x1=0.2.

(NA=6.0221023)

NOTA: Numa estrutura cúbica de faces centradas existem 4 átomos por célula unitária. A aresta é a.


RESULTADO Vm= 23.78 cm3.mol-1.


PROBLEMA Nº 31


ASSUNTO : Propriedades parciais molares

OBJECTIVO : Aplicação da equação de Gibbs-Duhem.

Os volumes molares do xénon (Xe) e do tetrafluoreto de carbono (CF4) , puros, no estado líquido, à temperatura de 159.01 K são, respectivamente:

Vm,1*= 44.017 cm3.mol-1 e Vm,2*= 57.362 cm3.mol-1.

O volume parcial molar, V2, do CF4 nas misturas de Xe e CF4 pode, àquela temperatura, ser representado pela expressão:




em que x1 é a fracção molar do xenon e A=7.747 cm3.mol-1 e B= - 2.027 cm3.mol-1.

Todos os valores anteriores se referem à pressão de 1 atm.

Determinar o volume molar da mistura de composição x1=0.7.
RESULTADO: Vm = 49.477 cm3.mol-1.

PROBLEMA Nº 32


ASSUNTO : Propriedades parciais molares.

OBJECTIVO : Aplicação da equação de Gibbs-Duhem.




Na figura seguinte representa-se o volume parcial molar da ecetona para as misturas de acetona(1)+clorofórmio(2) à temperatura de 25 ºC.





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