Fisico-Quimica IVA - Lista 6 - Gabarito

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Universidade Federal Fluminense 
Instituto de Química 
Disciplina: Físico-Química IV A 
Professor: Júlio César Martins da Silva 
Solução da lista 6 
1. O fator de compressibilidade do metano, a 400 K, pode ser expresso por 
Z = 1 – 1,74.10-3p + 6,86.10-6p2, com p em atm. Determine a fugacidade do gás a 200 atm. Que tipo de 
interação predomina no comportamento do gás? R.: 162 atm 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2. Supondo que as forças intermoleculares atrativas possam ser desprezadas encontre a expressão para a 
fugacidade de um gás de van der Waals em termos da pressão e estime seu valor para a amônia 
(b=3,707.10-2 L/mol) a 298 K e 10 atm. R.: 10,15 atm 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
atm
K
molK
Latm
atm
mol
L
f
RT
bp
pf
RT
bp
dp
RT
b
dp
p
Z
p
f
RT
b
p
Z
RT
bp
p
p
RT
RT
p
RT
Vp
Z
p
p
RT
V
bV
RT
p
pp
15,10
298.
.
.
082,0
10.10.707,3
exp.10
exp
1
ln
1
1
2
00
=












=






=
==
−
=
=
−
+=





+==
+=
−
=
−

( )
atrativas Interações 
162
2
200
10.86,6200.10.74,1exp200200
2
10.86,610.74,1exp
2
10.86,610.74,1ln
10.86,610.74,1
1
ln
10.86,610.74,1
1
2
63
2
63
2
63
0
63
0
63

=






+−==






+−=
+−=
+−=
−
=
+−=
−
−−
−−
−−
−−
−−

pf
atmf
fatmp
p
ppf
p
p
p
f
dppdp
p
Z
p
f
p
p
Z
a.
pp
3. Supondo que as forças atrativas intermoleculares possam ser desprezadas, encontre a expressão para a 
fugacidade de um gás de van der Waals em termos da pressão, e: 
a. estime seu valor para a Amônia (b = 3,707 x 10-2 l/mol) a 298,15K em 10,00 e em 100,00 atm. 
 R.: 10,15 atm, 116,37 atm. 
b. Calcule a variação do potencial químico da amônia quando ela é comprimida de 10,00 para 100,00 atm 
a 298,15K. R.: 6,0 kJ/mol 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4. A 2100 K e 1,0 atm, a constante de equilíbrio da reação 
 Si(l) + 2H2(g) SiH4(g) é 0,996.10
-6, Pede-se: 
a) Escrever a expressão da constante de equilíbrio deste processo 
b) Determinar o ∆G° a 2100K desta reação. Resposta = 241814,47 J mol-1 
c) Conhecendo-se a variação da entropia de formação do silano a 2100K, 126,9 J K mol, calcular a 
variação de entalpia de formação desta substância nestas condições. Resposta = 507,8 kJ mol-1 
 
a) 𝑘𝑝 =
𝑝𝑆𝑖𝐻4
𝑝𝐻2
2 
 
b) ∆𝐺°2100𝐾=−8,314 . 2100𝐾 . 𝑙𝑛0,996.10−6=241280,5 𝐽/𝑚𝑜𝑙 
 
c) ∆𝐻° = ∆𝐺° + ∆𝑆° 
∆𝐻° = 241280,5
𝐽
𝑚𝑜𝑙
+ 2100𝐾 . 129,9
𝐽
𝐾 𝑚𝑜𝑙
= 507,8 𝑘𝐽/𝑚𝑜𝑙 
 
 
mol
kJ
f
f
RTb
atmefatmp
atmefatmp
pef
RT
pb
dp
RT
b
dp
p
Z
p
f
RT
b
p
Z
RT
pb
RT
Vp
Z
pbRTVp
bV
RT
pa.
RT
pb
pp
0,6
15,10
37,116
ln15,298.314,8ln.
37,116100100
15,101010
1
ln
1
1
1
2
15,298.082,0
100.10.707,3
15,298.082,0
10.10.707,3
00
2
2
===
===
===
=
==
−
=
=
−
+==
+=
−
=
−
−


5. Considere a reação a seguir com as quantidades iniciais indicadas 
 2 Al + 3Cl2 → 2AlCl3 
 5,0 mol 9,5 mol 1,0 mol 
a - Determine a extensão da reação se 3,5 mol de Al reage para formar produtos. 
Resposta: 1,75 
𝜀 =
1,5−5
−2
= 1,75