Pré-Relatório 5

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Universidade Estadual de Maringá
Centro de Ciências Exatas
Departamento de Química
Físico-Química Experimental 1
4050/Turma31
Pré-Relatório:
DETERMINAÇÃO DE PRESSÃO DE VAPOR E ENTALPIA DE VAPORIZAÇÃO
 Discente:
 Docente: 
 
Maringá, setembro de 2021.
INTRODUÇÃO
Quando um liquido é colocado em um recipiente evacuado e cujo volume é maior do que o do líquido, uma porção do líquido evapora de modo a preencher o volume restante do recipiente, se permanecer líquido depois do equilíbrio líquido-gás ser estabelecido a pressão do vapor é uma função apenas da temperatura, essa pressão desenvolvida é denominada pressão de vapor do líquido (pv), a temperatura na qual a pressão de vapor é igual a 1 atm é o ponto normal de ebulição do líquido Teb, a pressão de vapor aumenta com o aumento da temperatura em consequência a distribuição de Maxwell-Boltzmann, isso porque uma fração das moléculas do líquido tem, em virtude da distribuição de energia, energia em excesso além da energia de coesão do líquido e esta fração aumenta com o aumento da temperatura. Em uma dada temperatura um líquido com maior energia de coesão, ou seja, um grande calor de vaporização Qvap, terá uma menor pressão de vapor que um líquido com menor energia de coesão.
Considerando a distribuição geral de Boltzmann, a relação entre a pressão de vapor e o calor de vaporização torna-se plausível. Um sistema contendo líquido e vapor em equilíbrio possui duas regiões nas quais a energia potencial de uma molécula tem valores diferentes. As forças intermoleculares fazem com que a energia potencial de um líquido seja baixa; W = 0, enquanto que, no gás a energia potencial W é alta. Pela lei de Boltzmann podemos chegar a EQ. 1:
 Eq. 1
A Eq. 1 relaciona a pressão de vapor, a temperatura e o calor de vaporização; trata-se de uma forma da equação de Gausius-Gapeyron, tomando o logaritmo natural dos termos, temos que:
 Eq. 2
A Eq. 2 é útil para a representação gráfica da variação da pressão de vapor com a temperatura, ou seja, a Eq. 2 é uma equação da reta, cujo coeficiente angular é -Qvap/R. A Figura 1 é um gráfico de pressão de vapor para o benzeno. A Fig. 5.1 é um gráfico típico; os dados de pressão de vapor são para o benzeno.
Figura 1. Gráfico de log10p contra 1/T para o benzeno.
Fonte: (CASTELLAN, 1995).
Um método válido para determinar o calor de vaporização de um líquido é medir a pressão de vapor a várias temperaturas e plotar um gráfico, assim se obtém o coeficiente angular da reta e, deste valor, pode-se calcular Qvap. Este método é eficiente e pode fornecer resultados mais precisos do que medidas obtidas em alguns calorímetros mais simples.
A partir do equilíbrio entre duas fases formadas por uma substância pura, Clapeyron chegou à equação:
A equação mostra a variação na pressão de equilíbrio com a temperatura e permite esquematizar o diagrama da pressão de equilíbrio em função da temperatura para qualquer transformação de fase. Fazendo algumas considerações é possível obter a equação de Clausius-Clapeyron:
Integrando a equação, obtém-se uma equação que relaciona a pressão de vapor do líquido com o calor de vaporização e com a temperatura:
A entalpia de vaporização corresponde ao calor de vaporização à pressão constante e tem valor sempre positivo, visto que uma mudança de fase do estado líquido para vapor requer fornecimento de energia, logo, o processo é endotérmico. O valor de ΔvapH permite avaliar a intensidade das interações atrativas existentes no líquido. Tal variação de entalpia implica em aumento significativo da distância média molecular e do grau de desordem, com consequente aumento da entropia do sistema. A diferença entre a entropia da fase de vapor e a entropia da fase líquida caracteriza a entropia de vaporização (ΔvapS).
Assim, a entropia de vaporização, ∆vapS, na temperatura de ebulição, Teb, de um líquido está relacionada com a sua entalpia de vaporização, nessa temperatura por:
A entalpia de vaporização ou calor de vaporização pode ser definido como a quantidade de energia necessária para que um mol de um elemento ou de uma substância que se encontra em equilíbrio com o seu próprio vapor, a pressão de uma atmosfera, passe completamente para o estado gasoso.
OBJETIVO
Determinar a pressão de vapor de um líquido em diversas temperaturas e calcular o seu calor de vaporização.
PROPRIEDADES DOS COMPOSTOS
· Mercúrio (Hg)
Massa molar: 200,59 g/mol
Ponto de ebulição: 357 °C (1013 hPa)
Densidade: 13.55 g/cm3 (25 °C)
Ponto de fusão: -38.87 °C
Informações de segurança de acordo com o GHS
Pictograma de perigo: 
Declaração de perigo: 
H330: Mortal por inalação.
H360D: Pode afetar o nascituro.
H372: Afeta os órgãos após exposição prolongada ou repetida.
H410: Muito tóxico para os organismos aquáticos com efeitos duradouros.
Classe de armazenagem: 6.1B Não combustível, Cat. Tóxica aguda 1 e 2 / substâncias perigosamente muito tóxicas.
REFERÊNCIAS
Disponível em: <https://www.merckmillipore.com/BR/pt/product/Mercury,MDA_CHEM-104403> Acesso: 18 de Set. de 2021.
Disponível em: <https://rfreire.files.wordpress.com/2012/12/fq_aula-11-e-12-segunda-lei-da-termodinc3a2mica1.pdf> Acesso: 18 de Set. de 2021.
Disponível em: <https://www.scielo.br/j/qn/a/4nm9HnF6tGctb9FrkWPnrHc/?lang=pt> Acesso: 18 de Set. de 2021.
Atkins, P.; Paula, J.; Físico-Química, 8ª ed., LTC: Rio de Janeiro, 2008, vol. 1.
Castellan, G.; Fundamentos de Físico-Química, LTC: Rio de Janeiro, 1986.