Problemas de termodinâmica química I (mieq)



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PROBLEMA Nº 39


ASSUNTO : Equilíbrio de fases em sistemas de um componente.

OBJECTIVO : Traçado de um diagrama (P,T).

Para o azoto são conhecidas as fases sólidas ,  e . Dispõe-se também da seguinte informação:


  • à temperatura de 35.7 K e para um valor de pressão da ordem de 0.4 Pa ocorre o ponto triplo (++G);

  • à temperatura de 44.5 K e à pressão de 471 MPa ocorre o ponto triplo (++);

  • à temperatura de 63.14 tem lugar o ponto triplo (+L+G) á pressão de 12.5 kPa;

  • as coordenadas (Pc,Tc) do ponto crítico são Tc = 126.2 K e Pc = 3.4 MPa.

  • à temperatura de 126.2 K a pressão de fusão é 392 MPa.

Dispõe-se ainda de informação relativa à variação de volume molar e de entalpia na mudança de fase(s):




Transição

 Vm / cm3 mol-1

 Hm / J mol-1

  

  


  

0.22

0.17


0.21

229

56

259






  1. Esboce o diagrama (P,T) do azoto, justificando a inclinação ads curvas de equilíbrio;

  2. Esboce o diagrama (G,T) à pressão crítica.



PROBLEMA 40

ASSUNTO : Equilíbrio de fases em sistemas de um componente.

OBJECTIVO : Traçado de um diagrama (P,T).
Para o adamantano (C10H16) são conhecidas as fases sólidas  e , a primeira observa-se na região de mais baixa temperatura e mais baixa pressão. Para esta substância está disponível a seguinte informação:


  1. à temperatura de 208.6 K e à pressão de 7x10-4 Pa observa-se a existência do ponto triplo ( +  + G);

  2. à temperatura de 543 K e à pressão de 569 kPa observa-se a existência do ponto triplo (  + L +

G);

  1. à temperatura de 743 K e à pressão de 2.7 GPa observa-se a existência do ponto triplo (  +  + L);

  2. à temperatura de 600 K a pressão de vaporização é de 1.45 MPa, a pressão de fusão do sólido  é de 337 MPa e a pressão de transição    é de 2 GPa;

  3. à temperatura de 800 K ocorre a fusão do sólido , à pressão de 3.8 GPa;

  4. para a transição    à temperatura de 208.6 K, a entalpia de transição é = 2.75 kJ.mol-1 e = 2.58 cm3.mol-1.

a) Esboce o diagrama (P,T) do adamantano, justificando a inclinação das curvas de equilíbrio;

b) Estabeleçer a equação P = f(T) para a transição    sabendo que a pressão de equilíbrio varia linearmente com a temperatura.


PROBLEMA Nº 41


ASSUNTO : Equilíbrio de fases em sistemas de um componente.

OBJECTIVO : Interpretação de um diagrama (P,T).

Considere o diagrama de equilíbrio do enxofre no plano (P,T).




  1. Classifique os pontos A, B, C e D;

  2. Justifique os declives das curvas OA, AC, CD, AB, BC e BE;

  3. Qual o domínio de existência simultânea e em equilíbrio das fases enxofre ortorrômbico e enxofre líquido?

  4. Haverá possibilidade de coexistência de enxofre ortorrômbico com enxofre líquido a temperaturas inferiores a 151 ºC?

  5. Qual a razão porque não aparece no diagrama nenhum ponto quádruplo?

Esboce o diagrama (G, T) do enxofre a 135 ºC.


PROBLEMA Nº 42


ASSUNTO : Equação de Clapeyron.

OBJECTIVO : Cálculos com a equação de Clapeyron.

A pressão de vaporização do benzeno como função da temperatura, na região de baixa pressão, é descrita pela seguinte equação (equação de Antoine),



Fazer uma estimativa da entalpia de vaporização do benzeno à temperatura de ebulição normal e comparar o valor obtido com o tabelado: = 30 761 J.mol-1.


RESULTADO: = 31 956 J.mol-1.


PROBLEMA Nº 43


ASSUNTO : Equação de Clapeyron.

OBJECTIVO : Cálculos com a equação de Clapeyron.

No intervalo de 300 a 400 K a pressão de vapor da etilenodiamina varia de acordo com a seguinte tabela




T/K

325

350

375

400

P/mmHg

61.21

185.03

465.95

1019.19

Fazer uma estimativa da entalpia de vaporização da amina a 300 K. Explicite as hipóteses que efectuar.


RESULTADO: = 40 556 J mol-1.

PROBLEMA Nº 44


ASSUNTO : Equilíbrio líquido-vapor.
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