complemento 1: 1 · liofilização ou criodessecação (freeze drying, em inglês) é um processo...

QUÍMICA - THÉ 1

Professor: Thé

Lição 18 – Diagrama de Fases

1. Diagrama de FasesO estado físico de uma substância depende da pressão e da temperatura em que ela se encontra. O gráfico que permite identificar o estado físico e as mudanças de estado chama-se DIAGRAMA DE FASE.

Examinando o diagrama de fase da água

Alguns pontos importantes A- Mudança de estado

sólido líquido

1à pressão normal atm

B- Condições ambientais (média)

1

25

P atm

T C

C- Mudança de estado

líquido gás

1

100

P atm

T C

Abaixo da temperatura crítica a água é chamada de vapor.

374

218C

C

T C

P atm

CP Pressão crítica: é a pressão de vapor da água na

temperatura crítica

PRESSÃO DE VAPOR QUÍMICA

1. Diagrama de fasesComplemento 1:- Formação da neve- Alimento Liofilizado

Complemento 2: - Comportamento estranho da água ao

congelar - Influência da pressão sobre a fusão - Influência da pressão sobre o ponto de

ebulição

Lição 18 Professor: Thé

CT Temperatura crítica

Temperatura acima da qual, a água só existe no estado gasoso. A partir dessa temperatura não é possível liquefazer a água, por maior que seja a pressão aplicada. A água é então um verdadeiro gás.

Ponto triplo

É uma temperatura e uma pressão específicas nas quais coexistem as três fases (sólido, líquido e gás) em equilíbrio.

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2 Lição 18 – Diagrama de fases

Examinando o diagrama de fase do dióxido de carbono (CO2)

Ponto triplo T

5,1

216,6 56,6

P atm

T K C

Ponto Crítico X

73

304 31

P atm

T K C

Condições ambientais (A)

1

298 25

P atm

T K C

O gelo seco é o CO2 sólido. À pressão normal (1 atm) ele sublima a 195 K (-78°C).

Comparando os diagramas de fase da água e do dióxido de carbono. A inclinação negativa

da linha S L

ocorre com poucas substâncias. Além da água são conhecidas as substâncias: bismuto, antimônio, silício, germânio e estanho.

A inclinação positiva

da linha S L é

encontrada praticamente para todas as substâncias, inclusive o CO2.

EXEMPLO – 1 Examinando o diagrama de fase da água, responda às perguntas a seguir:

a) Qual o estado físico da água nas seguintes condições:

: 500 ; 10

: 760 ; 80

: 4,0 ; 0,01

I P mmHg T C

II P mmHg T C

III P mmHg T C

b) Qual o nome da transformação indica por:

)___________ )___________

)___________ ) ___________

a c

b d

RESPOSTAS:

a) I Sólido

II Líquido

III Gás vapor

b) a) Fusão

b) Vaporização c) Sublimação d) Sublimação

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Digrama de fases É o gráfico que mostra em qualquer pressão e temperatura o estado físico da substância (sólido, líquido, gasoso) e pontos de equilíbrio (mudança de estado) que são as linhas do diagrama.

1Linha São diversos pontos de fusão.

Estão em equilíbrio: sólido líquido

2Linha São os diversos pontos de ebulição.

Estão em equilíbrio: líquido vapor

3Linha São os diversos pontos de sublimação.

Estão em equilíbrio: sólido vapor

EXEMPLO – 2 O que ocorre com o ponto de fusão e com o ponto de ebulição da água em uma pressão maior que 1 atm? RESPOSTA:

: diminui

:

Ponto de fusão

Ponto de ebulição aumenta

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01. No diagrama a seguir, representativo da água pura,

encontramos:

a) No ponto A, água no estado _______ b) No ponto C, água no estado _______ c) No ponto E, água no estado _______

d) No ponto B, equilíbrio entre água ____ e ____ (Ponto de fusão ou congelação) e) No ponto D, equilíbrio entre água ____ e ___ (Ponto de _____ e _____ ) f) No ponto F, equilíbrio entre água ____ e ____ (Ponto de _____)

02. (UNIFICADO-RS) Num diagrama de fases de uma

substância pura como o desenho abaixo, as regiões X, Y e Z, limitadas pelas linhas indicam a predominância de:

03. (UFSC) A figura abaixo representa o diagrama de

fase da água. Através desse diagrama podemos obter importantes informações sobre o equilíbrio entre fases, e as linhas presentes representam a coexistência das fases: sólido-líquido, líquido-vapor e sólido-vapor. Qual a alternativa falsa?

a) A fase sólida é a fase mais estável na região I

do diagrama b) A fase mais estável na região III do diagrama é

a fase vapor c) No ponto B do diagrama estão em equilíbrio as

fases sólidas e vapor d) No ponto A estão em equilíbrio as fases sólida,

líquida e vapor. e) Na região II do diagrama a fase mais estável é a

líquida.

04. (VUNESP) Os pontos de fusão (P.F.) e de ebulição

(P.E.) de dois brometos de alquila estão na tabela a seguir:

A alternativa correspondente ao composto que apresenta a maior pressão de vapor e seu respectivo estado físico a 25°C é:

3 3 2 10 2

3 3 2 210

3 2 210

) ; ) ;

) ; ) ;

) ;

a CH Br gasoso d CH CH CH Br líquido

b CH Br sólido e CH CH CH Br sólido

c CH CH CH Br gasoso

05. (UFRGS) No diagrama de fases de uma substância

pura representado a seguir, a seta S representa a transformação denominada:

a) Condensação b) Fusão c) Solidificação d) Sublimação e) Vaporização

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06. (UNICAMP-SP) Observe abaixo o diagrama de fases

do dióxido de carbono

Considere uma atmosfera de dióxido de carbono a

1 atm de pressão e temperatura de -50°C e descreva o que se observa quando, mantendo-se a temperatura constante, a pressão é aumentada lentamente até 10 atm.

07. Observe os diagramas de fases e de mudança de

estado de uma substância pura:

Faça uma associação entre I, II, III, IV e V e A, B, C, D, e E indicando os estados físicos e os nomes relacionados às mudanças de estado.

08. (UFG) O diagrama de fases da água é representado

a seguir:

As diferentes condições ambientais de temperatura e pressão de duas cidades, A e B, influenciam nas propriedades físicas da água. Essas cidades estão situadas ao nível do mar e a 1400m de altitude, respectivamente. Sabe-se também, que a cada aumento de 12m da altitude há uma mudança média de 1 mmHg na pressão atmosférica. Sendo a temperatura em A de -5°C e em B de -35°C, responda: a) Em qual das duas cidades é mais fácil liquefazer

a água por compressão? b) Quais são as mudanças esperadas nos pontos

de fusão e ebulição da água na cidade B com relação a A?

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01.

)

)

)

)

)

) lim

a Sólido

b Líquido

c Gasoso

d Sólida e líquida

e Líquida e gasosa ponto de ebulição ou liquefação

f Sólida e gasosa ponto de sub ação

02. D

03. C

Estão em equilíbrio líquido e gás.

04. A

Na temperatura de 25°C, o composto CH3Br já ultrapassou o ponto de ebulição, o que significa que sua pressão de vapor já ultrapassou 760 mmHg (pressão atmosférica normal) e que se encontra no estado gasoso)

05. D

06.

A -50°C e 1 atm, o dióxido de carbono encontra-se no estado gasoso. Mantendo-se a temperatura constante e elevando-se a pressão, temos que: - Ao redor de 5 atm, ele passa para o estado líquido, sólido e gás (ponto triplo) -Ao redor de 7 atm, ele passa para o estado sólido Portanto, a -50°C e 10 atm ele está no estado sólido.

07.

I E S IV B L G

II D S L V A G

III C L

08. a) Inicialmente, determinado a pressão atmosférica em B

- Cidade A: nível do mar = 760 mmHg (pressão atmosférica) - Cidade B: Altitude de 2400 m

__________

__________

Diminuição daAltitute

pressão atmosférica

1 12

2400

200

mmHg m

x m

x mmHg

Pressão atmosférica em B

760 200 560mmHg

2) Localizando cada cidade no diagrama Com um pequeno aumento da pressão na cidade A, a água passa o estado líquido, já na cidade B o acréscimo da pressão deve ser maior.

760 560

5 35

P mmHg P mmHgA B

T C T C

b) A cidade A está ao nível do mar, logo o ponto de

fusão da água é 0 C , e o de ebulição é 100 C

A cidade B terá ponto de fusão um pouco maior que 0°C e o ebulição menor que 100°C.

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1. Formação da neve Quando o vapor d’água do ar atmosférico se encontra acima do ponto triplo e é resfriado rapidamente chove com granizo. Quando está abaixo do ponto triplo e é resfriado, forma-se neve.

2. Alimento Liofilizável ou liofilizado

Liofilização é uma técnica de desidratação utilizada na

indústria onde o produto é congelado e submetido a baixas pressões (sob controle de temperatura), de maneira que o

gelo formado é sublimado (transformando-se diretamente em gás) retirando a água do alimento

Preparando um café solúvel:

1) Aquece-se a água até a fervura 2) Adiciona-se o pó de café e filtra-se 3) O café está pronto! O café assim preparado está

aproximadamente 90°C (ponto X no gráfico). Depois de pronto, começa a liofilização.

Liofilização:

Resfriamento até congelar (y) Abaixamento da pressão até sublimar toda a água do alimento (Z) O resíduo seco obtido é o alimento liofilizável ou liofilizado, pronto para ser consumido, bastando adicionar água.

Liofilização ou Criodessecação (Freeze drying, em inglês) é um processo de desidratação em que o produto é congelado sob vácuo e o gelo formado, sublimado.

É o alimento desidratado que ao ser misturado à água fica pronto para ser consumido.

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01. O diagrama de equilíbrio das fases sólida, líquida e

vapor da água é ilustrado esquematicamente a seguir:

O gelo, a água e seu vapor coexistem em equilíbrio

a 0,01°C e 4,58 mmHg (6,1.10-3 bar) sendo este ponto representado por Ptriplo no diagrama. Abaixo dessa pressão pode(m) existir em equilíbrio na água:

a) apenas a fase sólida b) apenas a fase vapor c) as fases sólida e líquida d) as fases sólida e vapor e) as fases líquidas e vapor

02. (UNIPA-MG) A análise do diagrama de fases abaixo

permite algumas conclusões. Assinale a opção que apresenta uma conclusão INCORRETA.

O ponto B representa a temperatura normal de ebulição do líquido a) Se a temperatura é elevada de 0°C até 50°C,

sob pressão constante de 0,5 atm, ocorre um processo de sublimação

b) Se a temperatura é elevada de 0°C até 50°C, sob pressão constante de 1,0 atm, ocorre um processo de condensação

c) A temperatura de fusão da substância, sob pressão de 1,5 atm, é maior que 40°C

d) A sublimação da substância na pressão ambiente é impossível

03. (UFRJ) Considere o diagrama que apresenta o

equilíbrio entre fases da água pura

A linha que representa o fenômeno de formação de granizo é:

) 1 ... 2 ) 5 ...6

) 2 ... 1 ) 6 ... 5

) 4 ... 3

a d

b e

c

04. (UNIMONTES-MG) As figuras a seguir mostram os

diagramas de fases da água (a) e do gás carbônico (b)

Em análise dos diagramas é incorreto afirmar que: a) o ponto de fusão do gás carbônico aumenta

com o aumento da pressão b) o ponto triplo da água se encontra a uma

pressão inferior à do gás carbônico c) a água (gelo) sofre sublimação a uma pressão

de vapor inferior a 4,58 torr d) o gás carbônico apresenta um ponto de fusão

normal igual a -78,5°C

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05. (UFRJ) O UF6 gasoso produzido na etapa de

fluoração é condensado para armazenamento e posterior enriquecimento (fig. 1) O diagrama esquemático de equilíbrio de fases do UF6 é apresentado a seguir (fig.2):

Processamento de U3O8

a) Apresente a temperatura de ebulição do UF6 a 10 atm

b) Indique a temperatura e a pressão em que as três fases (líquida, sólida e gasosa) estejam simultaneamente em equilíbrio

06. Associe as figuras aos pontos do gráfico

07. (ITA) Um dos sistemas propelentes usados em

foguetes consiste em uma mistura de hidrazina (N2H4) e peróxido de hidrogênio (H2O2). Sabendo que o ponto triplo da hidrazina corresponde à temperatura de 2,0°C e a pressão de 3,4 mmHg, que o ponto crítico corresponde à temperatura de 380°C e à pressão de 145 atm e que na pressão de 1 atm as temperaturas de fusão e de ebulição são iguais a 1,0 e 113,5°C, respectivamente, pedem-se:

a) Um esboço do diagrama de fases da hidrazina

para o intervalo de pressão e temperatura considerados neste enunciado.

b) A indicação, no diagrama esboçado no item a,

de todos os pontos indicados no enunciado e de fases presentes em cada região do diagrama

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1. Comportamento estranho da água ao congelar

Um recipiente com 1,0 L (1000 mL) a 4°C possui uma massa de 1000g

Calculando o volume de 1000g a 0°C pela fórmula da densidade.

md

V

10000,92

V 1087V mL

Uma explicação para esse aumento de volume é a organização das moléculas com o aparecimento de “cavidades” durante a formação do gelo.

Esse comportamento se reflete no diagrama de fase com inclinação para a esquerda (inclinação negativa). Então, quando se aumenta a pressão, com a destruição das cavidades internas do gelo obtendo água líquida

01. D

02. B

Ocorre uma fusão.

03. E

OBS: O granizo (pedra de gelo) se forma quando a água líquida (nuvem) sofre um rápido resfriamento.

04. D

À pressão normal – 1 atm – o gelo seco (CO2) sublima, não funde).

05.

) 140

) : 2 60

a C

b Aproximadamente P atm e T C

06. 1 4D B

2 5

3

A C

B

07. a e b

Sabemos que o pontro triplo da hidrazina corresponde à temperatura de 2,0°C e à pressão de 3,4 mmHg, logo:

_______

_______

1 760

3,4

atm mmHg

P mmHg

0,0045P atm

Podemos montar o gráfico a seguir através dos dados fornecidos e da pressão do ponto triplo obtida:

A curva de sublimação apresentada no gráfico serve apenas como referência de sua existência, pois não foram fornecidos valores para a construção da mesma

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2. Influência da pressão sobre a fusão O efeito da pressão sobre a temperatura de fusão pode ser calculado pela equação de Clapeyron – ver complemento I Lição 16. A equação de Clapeyron é:

P S

T V

fusãoFUSÃO

fusão

HS

T

.

f

f

HdP

dT T V

tan ,

Como H e V são praticamente

dP Pcons tes pode ser transformado em

dT T

.

f

f

HP

T T V

fT Temperatura de

fusão à pressão normal

3. Influência da pressão sobre o ponto de ebulição O efeito da pressão sobre o ponto de ebulição pode ser feito pela equação de Clausius Clapeyron – ver complemento I da lição 16)

2

1 2 1

1 1ln VAPP H

P R T T

(A diferença entre essa equação e a anterior é que sólidos e líquidos possuem volumes praticamente inalterados por variação de pressão ou de temperatura. Já os gases sofrem grande variação de volume com a pressão e temperatura.

EXEMPLO – 1 A densidade do gelo é de 0,92 g/mL e da água líquida, 1,00 g/mL. Sabendo-se que a entalpia de fusão do gelo é de 6,00 kJ/mol, calcule o ponto de fusão do gelo devido a uma aplicação de uma pressão adicional de 100 atm. Algumas transformações de unidades são necessárias para a resolução deste problema. Passando as unidades para o S.I. (passar a pressão para Pascal e o volume para metros cúbicos.) (Massa molar da água = 18g/mol)

1) Volume molar da água sólida

md

V

180,92 19,56V mL

V

2) Passando o volume para 3m

19,56V mL

3 3 3

6 3

19,56.10 19,56.10 .10

19,56.10

L

m

3) Volume molar da água líquida

md

V

6 3181,0 18 18.10V mL m

V

4) Variação da pressão

7 7

100

100 101325 1,01.10 10

P atm

Pa Pa

5) Variação da temperatura ?T

6) Fórmula de Clapeyron

L SV V V

6 3 6 3

6 3

18.10 19,56.10

1,56.10

0 273,15f

m m

m

T C K

.

f

f

HP

T T V

7 3

6

3

10 6.10

273,15 1,56.10

0,72

6,00 6.10f

T

T K

H kJ J

Quando se aumenta a pressão de 100 atm a variação da temperatura de fusão da água é

0,72 K

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EXEMPLO – 3 Calcular a pressão de vapor da água a temperatura de 80°C.

2

:

100 760

40,7 /

8,314 / .

v

v

Dados

T C P mmHg

H H O kJ mol

R J mol K

RESOLUÇÃO – Calculadora Aplicando a equação de Clausius-Clapeyron

2

1 2 1

1 1ln VAPP H

P R T T

1

1

2

2

3

0,735

760

100 373

80 353

?

40,7.10

0,48

v

P mmHg

T C K

T C K

P

H J

e

32

3 32

2

0,7352

22

40,7.10 1 1ln

760 8,314 353 373

ln 4,9.10 0,15.10760

ln 0,735760

760

0,48 365760

P

P

P

Pe

PP mmHg

Aumentando a pressão sobre uma substância ela fica mais densa, isto é, mais compacta. Para a maioria das substâncias o sólido é mais denso que o líquido, daí a linha sólido-líquido do diagrama inclina-se para a direita. Diagrama de fases do CO2

Para algumas poucas substâncias como a água, o líquido é mais denso que o sólido, daí a linha sólido-líquido inclina-se para a esquerda.

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01. (MACK-SP) Quando um líquido puro, contido em

um recipiente aberto, entra em ebulição: a) a pressão externa é maior que a pressão máxima

de vapor desse líquido. b) a temperatura vai aumentando à medida que o

líquido vaporiza. c) a pressão máxima de seus vapores é igual ou maior

que a pressão atmosférica. d) a temperatura de ebulição tem sempre o mesmo

valor, independente da altitude do lugar onde se realiza o aquecimento.

e) energia cinética de suas moléculas diminui.

02. (ITA) Considere que sejam feitas as seguintes

afirmações em relação à pressão de vapor saturante de líquidos e/ou sólidos: I - As pressões de vapor da água líquida e do gelo têm

o mesmo valor a -10°C. II - Tanto a pressão de vapor de líquidos como a de

sólidos aumentam com o aumento da temperatura. III - A pressão de vapor de um líquido depende das

forças de interação intermoleculares. IV - No ponto triplo da água pura, a pressão de vapor

do gelo tem o mesmo valor que a pressão de vapor da água líquida.

V - A pressão de um vapor em equilíbrio com o respectivo líquido independe da extensão das fases gasosas e líquida. Qual das opções a seguir se refere a todas afirmações CORRETAS?

a) I e II. b) I e IV. c) I, II, III e V. d) II, III, IV e V. e) I, II, III, IV e V.

03. (ITA) Na pressão de 1 atm, a temperatura de

sublimação do CO2 é igual a 195 K. Na pressão de 67 atm, a temperatura de ebulição é igual a 298 K. Assinale a opção que contém a afirmação CORRETA sobre as propriedades do CO2:

A) A pressão do ponto triplo está acima de 1 atm. B) A temperatura do ponto triplo está acima de 298 K. C) A uma temperatura acima de 298 K e na pressão de

67 atm, tem-se que o estado mais estável do CO2 é o líquido.

D) Na temperatura de 195 K e pressões menores do que 1 atm, tem-se que o estado mais estável do CO2 é o sólido.

E) Na temperatura de 298 K e pressões maiores do que 67 atm, tem-se que o estado mais estável do CO2 é o gasoso.

04. (UFSC) Considere o diagrama de fases do dióxido de

carbono, representado a seguir. Identifique a(s)? proposição(ões) correta(s):

(01) À pressão de 73 atm, o dióxido de carbono é líquido na temperatura de 25°C e sólido na temperatura de -60°C, mantendo a mesma pressão.

(02) Os valores de pressão e temperatura correspondentes à linha A-C-E representam o equilíbrio entre os estados sólido e vapor.

(04) Este composto é um gás nas condições ambientes.

(08) A -56,6 °C e 5,1 atm, tem-se o ponto triplo, para o qual o dióxido de carbono se encontra em equilíbrio nos três estados físicos.

(16) No ponto C, do diagrama, estão em equilíbrio as fases sólida e vapor.

(32) O gelo-seco se sublima quando mantido a 1 atm; portanto, não é possível conservá-lo em freezers comuns, a -18 °C.

05. (ITA) Sob pressão de 1 atm, adiciona-se água pura

em um cilindro provido de termômetro, de manômetro e de pistão móvel que se desloca sem atrito. No instante inicial (t0), à temperatura de 25 °C todo o espaço interno do cilindro é ocupado por água pura. A partir do instante (t1), mantendo a temperatura constante 25 °C o pistão é deslocado e o manômetro indica uma nova pressão. A partir do instante (t2), todo o conjunto é resfriado muito lentamente a −10 °C mantendo-se o em repouso por 3 horas. No instante (t3), o cilindro é agitado, observando-se uma queda brusca da pressão. Faça um esboço do diagrama de fases da água e assinale, neste esboço, a(s) fase(s) (CO) existente(s) no cilindro nos instantes t0, t1, t2 e t3.

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06. (ITA) O diagrama de fases da água está

representado na figura. Os pontos indicados (I, ll, III, IV e V) referem-se a sistemas contendo uma mesma massa de água líquida pura em equilíbrio com a(s) eventual(ais) fase(s) termodinamicamente estável(eis) em cada situação. Considere, quando for o caso, que os volumes iniciais da fase vapor são iguais. A seguir, mantendo-se as temperaturas de cada sistema constantes, a pressão é reduzida até Pf . Com base nestas informações, assinale a opção que apresenta a relação ERRADA entre os números de moI de vapor de água (n) presentes nos sistemas, quando a pressão é igual a Pf .

a) nI < nIII d) nIII < nV b) nl < nlV e) nlV < nV c) nIII < nll

07. Qual o ponto de ebulição da água, numa localidade

onde a pressão atmosférica é igual a 300 mmHg?

2

1 1

100 273

40,7 /

8,314 /

V

T C

H H O kJ mol

R J mol K

08. O poli(metacrilato de butila) é um polímero solúvel

em clorofórmio. A 100 kPa , o clorofórmio tem ponto de fusão (PF) igual a 210 K e ponto de ebulição (PE) igual a 334 K , e apresenta estados de agregação definidos conforme o diagrama de fases apresentado na Figura 1.

Observe agora, a Figura 2 que representa o clorofórmio confinado em um dispositivo fechado imerso em um banho térmico na situação de equilíbrio térmico e mecânico, e a Figura 3, que apresenta o diagrama de fases de uma solução diluída de poli(metacrilato de butila) em clorofórmio.

Considere que o clorofórmio tem calor de fusão

fusãoH constante e independente da pressão e

da temperatura, e que a Equação 1 se aplica ao seu

equilíbrio sólido-líquido, em que P = variação de

pressão na transição, T = variação de temperatura

na transição, Tfusão = temperatura de fusão K e

Vfusão = variação de volume na fusão.

. 1fusão

fusão fusão

HPEq

T T V

Com base nas informações acima: a) determine a temperatura do banho térmico na

Figura 2. Justifique sua resposta; b) faça o esboço da Figura 3 no Caderno de

Soluções e indique os pontos de fusão (PF) e de ebulição (PE) da solução diluída de poli(metacrilato de butila) em clorofórmio, a 100 kPa ;

c) justifique, com base na Equação 1, porque o processo de solidificação do clorofórmio é acompanhado de redução de volume.

QUÍMICA - THÉ


01. C

Quando a pressão de vapor de um líquido iguala ou supera a pressão atmosférica, o líquido entra em ebulição.

02. D

I- Falso: a -10°C é instável, mas o líquido teria uma pressão de vapor diferente da do sólido. Ver o prolongamento da curva do líquido

II- Verdadeiro: ver gráfico de VP xT

III- Verdadeiro: Quanto maiores as forças intermoleculares, menor a pressão de vapor.

IV- Verdadeiro: O ponto triplo é exatamente esse ponto, no qual a pressão de vapor do sólido é igual a do líquido.

V- Verdadeiro: A pressão de vapor não depende da

extensão da fase líquida ou gasosa.

32vP mmHg

03. E

Pelo exame do diagrama de fase do CO2, conclui-se que a única alternativa certa é a letra E.

273K C

78 195

57 216

25 298

31 304

T C K

T C K

T C K

T C K

04. 45

01- Verdadeiro 02- Falso: O ponto A representa o equilíbrio

sólido líquido vapor

04- Verdadeiro 08- Verdadeiro

16- Falso: No ponto C existem em equilíbrio sólido e líquido.

32- Verdadeiro

Soma dos itens corretos: 01+04+08+32= 45

05.

QUÍMICA - THÉ


1) No instante t0, a pressão de 1 atm (760 mmHg) é a pressão exercida pelo êmbolo na superfície da água líquida, a 25°C (ponto A). O manômetro marca a pressão de vapor da água, logo, no início (T1), marca zero.

2) No instante t1, deslocando-se o pistão, mantendo

a temperatura constante, passaremos a ter um

equilíbrio 2 2l vH O H O e a pressão

exercida no manômetro é a pressão de vapor da água a 25°C (aproximadamente 24 mmHg) (ponto B)

3) Mantendo-se o pistão imóvel, com o resfriamento

então, o sistema entra em equilíbrio a todo

instante 2 2v lH O H O . Até alcançar o

ponto C, o sistema caminha sobre a linha (BT) e a extrapolação da curva até C constitui um sistema metaestável, porque a partir de T o estado mais estável é o sólido.

4) Durante esse resfriamento parte do vapor se condensa, porque a cada grau que abaixa a pressão de vapor diminui.

5) O equilíbrio representado pela curva TD (curva de pressão de vapor do gelo) mais estável que TC.

6) Ao agitarmos o cilindro, o líquido passa o estado sólido, estabelecendo um novo equilíbrio (estável)

2 2s vH O H O

0

1

2

3

t líquido

t gás líquido

t gás líquido

t gás sólido

06. A

Nos sistemas I e III á somente líquido, cuja massa é a mesma, à pressão Pf, todo líquido virou gás, então o número de mols será o mesmo (nI = nIII).

Nada se pode afirmar sobre os demais sistemas porque o número de mols do gás ao final será igual a soma dos números de mols do sólido, líquido e do gás presentes nos equilíbrios.

Resumidamente,

A) FALSA, pois I IIIn n

B) CORRETA, pois I IVn n

C) CORRETA, pois III IIn n

D) CORRETA, pois III Vn n

E) CORRETA, POIS IV Vn n

07. 76T C

Ponto de ebulição= temperatura na qual a

v atmosféricaP P , logo pela Equação de

Clausius-Clapeyron determina-se a temperatura

quando a 300vP mmHg

_ _ _ _ _ _2 2

3

_ _ _ _ _1 1

100 760

40,7 / 40,7.10 /

8,314 / .

? 300

v

vap

v

T C P mmHg

H kJ mol J mol

R J K mol

T P mmHg

QUÍMICA - THÉ


1) Transformando a temperatura

2 100 273T C K C

2) Equação de Clausius-Clapeyron

2

1 2 1

1 1ln

P H

P R T T

1

3

1

1

760 40700 1 1ln

300 8,31 373

10,93 4898 2,68.10

349 76

T

T

T K C

08. a) A figura do banho térmico, representa a

coexistência dos três estados em equilíbrio, então a

temperatura é a do ponto triplo 175K (ver

figura 1) b) A resolução desse item será apresentada mais na

frente, no estudo da ebuliometria e da metria. c) A linha do equilíbrio sólido-líquido tem inclinação

positiva.

0P

T

Como na fusão S L o H é sempre

positivo, a temperatura absoluta é sempre positiva,

então V tem que ser positivo.

.,

f

f f

HPEq de Clapeyron

T T V

Na solidificação, o H é negativo então V tem

que ser negativo também para que P

T

dê

positivo.

,S LV solidificação V V para dar negativo

S LV V

complemento 1: 1 · liofilização ou criodessecação (freeze drying, em inglês) é um processo...

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