Lista 1 - CLAUDIO RADTKE - Resolvida

Esta é uma pré-visualização de arquivo. Entre para ver o arquivo original

Lista 1 Resolvida Mariana/img001.jpg
Lista 1 Resolvida Mariana/img002.jpg
Lista 1 Resolvida Mariana/img003.jpg
Lista 1 Resolvida Mariana/img004.jpg
Lista 1 Resolvida Mariana/lista 1 - fisqui ii.pdf
DEPARTAMENTO DE FÍSICO-QUÍMICA 
DISCIPLINA QUI 03310 – FÍSICO-QUÍMICA II-B 
 
LISTA DE EXERCÍCIOS 1 
 
Termodinâmica das Soluções Não-Eletrolíticas 
 
OBJETIVOS 
 
1. Calcular a composição de uma solução expressa em diferentes modalidades. 
2. Enunciar a Lei de Raoult e, com base em sua equação fundamental, prever o 
comportamento de uma solução ideal. 
3. Relacionar matematica e graficamente a pressão de vapor de uma solução ideal com a 
composição do líquido e com a composição do vapor. 
4. Estabelecer como variam a entalpia, a entropia e a energia livre de mistura com a 
composição da solução. 
5. Determinar quantitativamente a influência da temperatura sobre os equilíbrios líquido-
vapor e sólido-líquido numa solução ideal. 
 
 
Problemas 
 
1) Uma solução contém 1 mol de etanol (46 g) em 1000 g de água a 25 oC. A densidade do 
álcool é 0,791 g.cm-3 e a da solução 0,992 g.cm-3. Calcule a composição da solução 
expressa em 
a) fração ponderal em % (R.: 4,4 %) 
b) fração volumétrica em % (R.: 5,52 %) 
c) fração pôndero-volumétrica 
d) molaridade (R.: 0,95 M) 
e) molalidade (R.: 1 molal) 
f) fração molar (R.: 0,018) 
g) percentagem molar (em relação ao álcool) (R.: 1,8%) 
 
 
2) Realize cálculos semelhantes ao problema anterior e também de normalidade de uma 
solução com as seguintes características: 
Soluto: Ácido Sulfúrico concentrado com densidade 1,84 g/mL e contendo 95 % de 
H2SO4. 
Solvente: água com densidade de 0,998 g/mL 
Volume de soluto empregado: 20 mL 
Volume de água empregado: 1000 mL 
Densidade da solução: 1,15 g/mL 
(a) R.: 3,38 % (b) R.:2,22 % (c) R.: 0,0388 (d) R.: 0,897 M (e) R.: 0,357 molal 
(f) R.: 0.00638 (g) R.: 0,638% (h) R.:0,79 N 
 
3) Benzeno (C6H6) e tolueno (C6H5-CH3) formam uma solução quase ideal. Na temperatura de 
30 oC, as pressões de vapor são 118,2 torr e 36,7 torr respectivamente. 
Pergunta-se: 
a) Qual a pressão total de vapor sobre a solução formada com 100 g de cada líquido? 
(R.: 80,7 torr) 
b) Qual é a % molar de benzeno no vapor da solução? (R.: 79 %) 
 
 
4) As pressões de vapor do CCl4 e do SiCl4 a 25 oC são 114,9 torr e 238,3 torr respectivamente. 
Admitindo que a mistura é ideal, calcule a pressão total de uma solução de massas iguais 
dos dois líquidos a 25 oC. (R.: 174,132 torr) 
 
5) As pressões de vapor a 50 oC do CCl4 e do SiCl4 são 317 torr e 600 torr respectivamente. 
Calcule a fração molar do CCl4 numa mistura que ferve a 50 oC, sob pressão de 400 torr, 
admitindo comportamento ideal. (R.: 0,707) 
 
6) Os líquidos A e B formam soluções ideais. A 50 oC, as pressões desses líquidos são 300 e 
100 torr respectivamente. O vapor que está em equilíbrio com uma certa solução de A e B 
contém 50 mols % de A a 50 oC. Calcule a composição dessa solução, assim como sua 
pressão total de vapor. (R.: Xa = 0,25 Xb = 0,75) 
 
7) Benzeno e tolueno formam soluções ideais. Uma mistura particular dessas duas subtâncias 
possui 2 mols de benzeno e 3 mols de tolueno, apresentando uma pressão de vapor de 
280 mmHg a 60 oC. Se um mol de benzeno é adicionado à solução, a pressão de vapor 
sobe a 300 torr. Calcule a pressão de vapor do benzeno e do tolueno puros a 60 oC. (R.: 
200 e 400 torr) 
 
8) Duas soluções dos líquidos A e B são dadas. A primeira contém 1 mol de A e 3 mols de B e 
a sua pressão de vapor total é de 1 atm. A segunda contém 2 mols de A e 2 mols de B e 
sua pressão de vapor é maior que 1 atm, mas pode ser eduzida a 1 atm pela adição de 6 
mols de C. A pressão de vapor de C puro é 0,8 atm. Supondo soluções ideais e todos os 
dados referidos a 25 oC, calcule as pressões de vapor de A e B puros. (R.: A 1,9 atm e B 
0,7 atm) 
 
9) As temperaturas padrão de ebulição do benzeno e do tolueno são, respectivamente, 80,1 oC 
e 110,6 oC. Ambos os líquidos obedecem à regra de Trouton. Calcule a pressão de vapor 
de uma solução líquida de benzeno e tolueno, a 120 oC, em que a fração molar do benzeno 
é 0,68. Calcule também a fração molar do benzeno no vapor em equilíbrio com essa 
solução. Compare os resultados com os valores experimentais: 2,38 atm e 0,79 atm. (R.: 
2,36 atm e X benzeno ‘ = 0,84) 
 
10) Uma solução de hexano e heptano, a 30 oC, em que a fração molar de hexano vale 0,305, 
tem uma pressão de vapor de 95 torr. A fração molar do hexano na fase vapor é 0,555. 
Calcule as pressões de vapor do hexano e do heptano puros a 30 oC. (R.: hex 172,9 torr e 
hept 60,8 torr) 
 
11) Admitindo comportamento ideal da solução, calcule ∆G, ∆H e ∆S de mistura de 0,25 mols 
de benzeno com 0,5 mols de tolueno a 30 oC. (R.: ∆G = -287,4 cal , ∆H = 0 e ∆S = 0,95 
cal/K) 
 
12) Calcule o trabalho mínimo para “desmisturar” o ar, isto é, obter 80 litros de N2 puro e 20 
litros de O2 puro, cada um a 25 oC e 1 atm de pressão, a partir de 100 litros de ar nas 
mesmas temperatura e pressão. (R.: 1208 cal) 
 
13) Uma mistura de tolueno e benzeno contém 30 % em peso de tolueno. A 30 oC, a pressão 
de vapor do tolueno é 36,7 torr, enquanto que a do benzeno é 118,2 torr. Admitindo 
comportamento ideal, calcule a pressão total dessa solução a 30 oC. (R.: 97,01 torr)