FINAL FQ1

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE FEDERAL DO MARANHÃO 
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIA 
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA 
Disciplina: Físico–Química 1 
Responsável: Prof. Dr. Auro A. Tanaka 
 
PROVA FINAL 
 
Data: 22/12/2020 Início: 14:00 horas Término: 16:30 horas 
1) Prova encaminhada aos discente pelo SIGAA – UFMA; 
2) Devolução, pelos discente, das provas em arquivo PDF no SIGAA - UFMA: 
3) As provas encaminhadas após as 16:30 horas não serão corrigidas. 
 
1. Um recipiente foi construído com capacidade de 2.500 mL para armazenar gases sob pressão 
máxima de 15 atm e temperatura de 25 ºC. Seria possível armazenar 66,0 g de dióxido de 
carbono (W= 44,0 g mol-1) neste recipiente se o comportamento fosse de um gás van der Waals 
com a = 0,366 Pa m6 mol-2 e b = 42,9x10-6 m3 mol-1 ? Justifique a sua resposta com base 
nos cálculos executados. 
 
2. Para a reação C2H2(g) + 5/2 O2(g) → 2 CO2(g) + H2O(g), sabendo-se que a 25C: 
 
Substância Hof / kJ mol-1 C
o
p / J K-1 mol-1 
O2(g) 0 29,35 
H2O(g) -241,81 33,58 
CO2(g) -393,51 37,11 
C2H2(g) 226,70 43,90 
 
calcule a entalpia da reação a uma temperatura de 227 ºC. 
 
3. Um volume inicial de 135 mL de água (W= 18 g mol-1), inicialmente a 25 ºC e 1 atm, são 
aquecidos até o sistema atingir 120ºC e 0,5 atm. Calcule a variação na entropia para esse 
processo assumindo o comportamento do vapor da água como o de um gás ideal. 
Dados: Cp(H2O, g)= 0,45 cal K
-1 g-1; Cp(H2O, L)= 1,0 cal K
-1 g-1, Hovap(H2O,L)= 40,656 kJ 
mol-1, Toeb(H2O, L)= 100ºC e  = 1,0 g cm
-3. 
 
4. Para o etanol líquido, C2H5OH (W= 46,07 g mol-1) sabendo-se que a 25 oC: Cp= 111,46 J K-1 
mol-1·; α= 11,2x10-4 K-1; = 90,5x10-6 atm-1; = 0,789 g cm-3, calcule a variação na 
entropia S (em J K-1 mol-1) para o seguinte processo: 
C2H5OH (L; 25 
oC; 20 cm3 ) ⎯→ Cl2 (L; 60 
oC; 25 cm3) 
 
 
TRnVP = TRVP =
−
dTCHH
o
P
T
T
o
T
o
T
−−−
+=
2
1
12
T
q
Sd rev

=
−
( )
dV
PT
dTCUd V

 −
+= ( )dPTVdTCHd P −+= 1
T
H
S
−
− 
=
bVc 3=
−
227b
a
Pc =
bR
a
Tc
27
8
=
3
−
= c
V
b
−
=
2
3 cc VPa
c
cc
T
VP
R
3
8
−
=
−−
−−
−
=
2)( V
a
bV
TR
P
)...1(
32
++++=
−−−
−
V
D
V
C
V
B
TRVP
−
−
===
c
cc V
V
T
T
P
P

 
CONSTANTES e FÓRMULAS 
 
R = 0,082 L atm K-1 mol-1 = 1,987 cal K-1 mol-1 = 8,314 J K-1 mol-1 
1 atm = 760 torr = 760 mm Hg = 1,013x105 Pa 
1 Pa = 1 N m-2 1 MPa = 106 Pa 1 bar = 105 Pa 1 m3 = 1x103 L 1 cm3 = 1 mL 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 TB = a / R b 
 
 
 
𝑃�̅� = 𝑅𝑇 (1 + 𝐵′𝑃 + 𝐶′𝑃2 + 𝐷′𝑃3 + ⋯ ) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 =
i
ix 1 =
i
iT PPTii PxP =
T
i
i
n
n
x =
dVPw op−=wqdU  +=










=







=
−
−
T
U
T
q
C
v
v










=







=
−
−
T
H
T
q
C
p
p
VPUH +=
RCC vp +=
−−
TP
P
V
V
T
V
V 










−=










=
−
−
−
−
11

TR
VP
TR
VP
V
V
Z real
ideal
real
−−
−
−
===
T
q
C

=
−
−
−
+= Vd
T
P
dT
T
C
Sd
v
Pd
T
V
dT
T
C
Sd
p
−−
−
−=
=
−
− T
p
T dT
T
C
S
0
−
−
−
+= VddT
T
C
Sd
v


PdVdT
T
C
Sd
p
−
−
−
−= 

 2
−
−−
+=
VT
CC vp
dT
T
C
SS
T
T
p
TT 

+=
−
−−
0
0
2
3
13
8


 −
−
=
∆𝑆 = 𝐶𝑉 𝐿𝑛 (
𝑇𝑓
𝑇𝑖
) + 𝑛𝑅𝐿𝑛 (
𝑉𝑓
𝑉𝑖
) ∆𝑆 = 𝐶𝑃𝐿𝑛 (
𝑇𝑓
𝑇𝑖
) − 𝑛𝑅𝐿𝑛 (
𝑃𝑓
𝑃𝑖
)