Problemas de termodinâmica química I (mieq)


OBJECTIVO : Estimativa da pressão de vapor



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OBJECTIVO : Estimativa da pressão de vapor.

Para vaporizar uma mole de tolueno a 25 ºC (à pressão de equilíbrio) é necessário fornecer-lhe 37991 J mol-1. Até à temperatura de vaporização normal, de 110.6 ºC, a entalpia de vaporização varia linearmente com a temperatura.

Calcule a pressão de vapor do tolueno a 62 ºC e compare com o valor experimental de 20.47 kPa.
RESULTADO: 20.90 kPa.
PROBLEMA Nº 45

ASSUNTO : Equilíbrio líquido-vapor e sólido-gás.


OBJECTIVO : Estimativa da pressão de vapor.

O conhecimento da pressão de sublimação de pesticidas é muito importante sob o ponto de vista de impacto ambiental. A atrazina (C8H14ClN5) é um agroquímico utilizado com frequência como pesticida. No intervalo 40 a 80 ºC, a pressão de sublimação desta substância é em função da temperatura é representada pela equação,


.

Determinar a entalpia de sublimação da atrazina, explicitando claramente todas as hipóteses que tiver de efectuar.


RESULTADO: = 115.7 kJ.mol-1.


PROBLEMA Nº 46


ASSUNTO : Equilíbrio líquido-vapor e sólido-gás.

OBJECTIVO : Estimativa da pressão de vapor.

Considere os seguintes dados para o amoníaco:

(i) a entalpia de vaporização às temperaturas de 210 e 240K é, respectivamente, 24648 e 23284 Jmol-1. No intervalo de temperatura compreendido entre a temperatura do ponto triplo e 260 K o andamento da entalpia de vaporização com a temperatura é linear;

(ii) a entalpia de fusão à temperatura do ponto triplo é 5655 J mol-1.

Calcule :

a) a pressão de vapor do amoníaco à temperatura de 250K e compare-a com o valor experimental

(que é 165.4 kPa);

b) a pressão de sublimação à temperatura de 186 K e compare-a com o valor experimental

(que é 2.31 kPa).

DADOS : Ttriplo = 195.42 K , Tb = 239.72 K , Tc = 405.5 K , Pc = 11.352 MPa


RESULTADOS: P(L+G) = 160.9 kPa ; P(S+G) = 2.41 kPa

PROBLEMA Nº 47


ASSUNTO : Equação de Clapeyron.

OBJECTIVO : Cálculos com fases em equilíbrio.


Os estudos de Busey e Giauque (J. Am. Chem. Soc. 75 (1953) 806) mostram que a entalpia de vaporização do mercúrio pode ser descrita por uma função linear na temperatura, no intervalo compreendido entre o ponto triplo (234.29 K) e 650 K. A estas temperaturas, correspondem, respectivamente, os valores 61781 J.mol-1 e 58948 J. mol-1 da entalpia de vaporização.

  1. Estabeler uma equação para a pressão de vapor que seja compatível com os dados anteriormente fornecidos;

  2. Determine a pressão de vapor do mercúrio no ponto triplo, sabendo que a temperatura de ebulição normal do mercúrio é 629.88 K. (Compare com o valor dado por Busey e Giauque de 2.3 x10-6 mmHg).

RESULTADO: b) P= 2.4 x10-6 mmHg


PROBLEMA Nº 48


ASSUNTO : Equação de Clapeyron.

OBJECTIVO : Cálculos com fases em equilíbrio


As curvas da pressão de sublimação (PS/G) e da pressão de vaporização (PL/G), do sulfureto de hidrogénio (H2S) são dadas, respectivamente, por

e

Determinar:


  1. A entalpia de fusão no ponto triplo;

  2. A entalpia de sublimação a 160 K.

DADOS: Ttriplo = 187.66 K.
RESULTADO: a) = 2388 J.mol-1 ; b) = 22931 J.mol-1.

PROBLEMA Nº 49


ASSUNTO : Equilíbrio líquido-vapor.

OBJECTIVO : Cálculos com a equação de Clapeyron e a lei dos diâmetros rectilíneos.

A seguinte informação diz respeito ao tolueno.

- pressão de vapor :

- densidade do líquido:



T / K

403.00

423.15

450.00

480.00

 / mol m-3

8196

7957

7658

7239

- o comportamento PVT do gás é bem descrito pela equação de estado Vm = RT / P +B onde



.

Determine a entalpia de vaporização do líquido à temperatura de 500 K.

Sugestão: Utilize a lei dos diâmetros rectilíneos.

RESULTADO: 25665 J mol-1.


PROBLEMA Nº 50


ASSUNTO : Equação de Clapeyron.

OBJECTIVO : Equilíbrio Sólido-Líquido


A curva de fusão do metano pode ser representada pela seguinte equação,


Calcular a entalpia de fusão à temperatura de 101.6K:

DADOS:

Para o líquido a 101.6 K :



A 101.6 K1o volume molar do sólido é 32.33 cm3 mol-1.
RESULTADO: = 966 J.mol-1.




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