Lista P1

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Universidade Federal do Sul e Sudeste do Pará 
Faculdade de Engenharia de Minas e Meio Ambiente 
Curso de Engenharia Química 
Lista de Exercícios referentes à 1a Avaliação de Físico-Química II 
Professor: Vinicius Vescovi 
 
1) Os volumes parciais molares de dois líquido A e B numa solução em que a fração molar de A é 0,3713 são 
respectivamente, 188,2 cm
3
/mol e 176,14 cm
3
/mol. A massa molar de A é 241,1 g/mol e a de B é 198,2 g/mol. 
Qual o volume de 1 kg desta solução. (843,5 cm
3
) 
 
2) A 20 °C, a massa específica de uma solução a 20 % em massa de etanol em água é 968,7 kg/m3. O volume parcial 
molar do etanol na solução é 52,2 cm
3
/mol. Sabendo que o volume de solução equivale à 0,1 L, determine o 
volume parcial molar da água. (18,16 ml) 
 
3) É necessário preparar 1,5 L de uma solução constituída por 30 % molar de metanol em água. Sabendo que os 
volumes parciais molares do metanol e da água em uma solução 30% molar de metanol e os volumes molares das 
espécies puras, todos a 25 °C são respectivamente: 
 
Metanol (1) �̅�1(30%) = 38,632 𝑐𝑚
3/𝑚𝑜𝑙 �̅�1(𝑃𝑢𝑟𝑜) = 40,727 𝑐𝑚
3/𝑚𝑜𝑙 
Água (2) �̅�2(30%) = 17,765 𝑐𝑚
3/𝑚𝑜𝑙 �̅�2(𝑃𝑢𝑟𝑜) = 18,068 𝑐𝑚
3/𝑚𝑜𝑙 
 
Determine quais volumes de metanol puro e de água pura a 25 °C devem ser misturados para formar os 1,5 L de 
solução a 25 °C. (�̅�𝟏 = 𝟕𝟔𝟐, 𝟕𝟕 𝒄𝒎
𝟑, �̅�𝟐 = 𝟕𝟖𝟗, 𝟓𝟗 𝒄𝒎
𝟑) 
 
4) A pressão de vapor do 2-propanol é 50,00 kPa a 338,8 °C, mas cai a 49,62 kPa quando se dissolvem, em 250 g de 
2-propanol, 8,69 g de um composto orgânico não-volátil. Calcule a massa molar do composto. Assuma o solvente 
com comportamento ideal, ou seja, obedece a lei de Raoult. (M= 270 g/mol) 
 
5) Dissolve-se 396 g de sacarose (C12H22O11) em 624 g de água. Sabendo que a pressão de vapor da água a 30 °C 
equivale 31,8 mmHg, determine a pressão de vapor desta solução a 30 °C. (PVAPORH2O = 30,8 mmHg) 
 
6) Quantos gramas de ureia [(NH2)2CO] devem ser adicionados a 450 g de água para dar uma solução com uma 
pressão de vapor 2,50 mmHg abaixo da pressão de vapor da água pura a 30 °C? Admita a pressão da água pura 
nesta temperatura de 31,8 mmHg. (128,1 g) 
 
7) Considere o uso de um determinado feromônio desconhecido, contendo em massa 80,78% de C, 13,56% de H e 
5,66% de O. Uma solução contendo 1,5 g deste feromônio em 13 g de benzeno congela a 3,37 °C. Sabendo que o 
ponto de fusão do benzeno puro equivale 5,50 °C e KC = 5,12 °C/mol kg, determine: 
 
a) Formula molecular. Observação assuma como base de cálculo a massa de 100 g. (C19H38O) 
b) A massa molar do feromônio. (281,4 g/mol) 
 
8) A adição de 5 g de um composto a 250 g de naftaleno provocou um abaixamento crioscópico de 0,780 K. 
Sabendo que a KC do naftaleno = 6,94 K kg/mol, calcule a massa molar do composto. (178,6 g/mol) 
 
9) Vinte gramas de um soluto são adicionados a 100 g de água a 25° C. A pressão do vapor da água pura é 23,76 
mmHg; a pressão do vapor da solução é 22,41 mmHg. 
a) Calcule a massa molar do soluto. (59,5 g/mol) 
b) Qual é a massa desse soluto que se deve juntar a 100 g de água para reduzir sua pressão de vapor à 
metade da pressão de vapor da água pura? (330,6 g) 
 
10) Um recipiente de 250 cm3 está dividido em dois compartimentos de volumes iguais. O da esquerda contém 
argônio, a 100 kPa e 0 °C. O da direita contém neônio nas mesmas condições de temperatura e pressão. Calcule a 
entropia de mistura e a energia de Gibbs de mistura no processo provocado pela remoção da separação entre os 
compartimentos. Admita que os gases tenham comportamento de gás perfeito e que a composição molar seja de 
50% para cada componente. (∆G = -17,3 J e ∆S = 0,063 J/K) 
 
11) Quantos litros do anticongelante etilenoglicol devem ser adicionado ao radiador de um carro contendo 6,50 L 
de água se a temperatura mínima durante o inverno fosse -20 °C? Calcule o ponto de ebulição desta mistura água-
etilenoglicol.(VEG = 3,91 L) 
 
12) Calcule a constante ebulioscópica, KEb, das substancias apresentadas na Tabela 1. 
Substância TEb (°C) ∆HVAP (J/g) KEb (kg K/mol) 
Acetona 56,1 520,9 1,73 
Benzeno 80,2 394,6 2,63 
Clorofórmio 61,5 247 3,77 
Metano -159 577 0,188 
Acetato de etila 77,2 426,8 2,39 
Considere o sistema com pressão constante (Q = ∆HVAP) 
 
13) Qual é a pressão osmótica, em atm, de uma solução aquosa 1,36 M de ureia [(NH2)2CO] a 22 °C? (32,9 atm) 
 
14) Uma solução contendo 0,8330 g de um polímero de estrutura desconhecida em 170,0 ml de um solvente 
orgânico tem uma pressão osmótica de 5,20 mmHg a 25 °C. Determine a massa molar do polímero. (17500 
g/mol) 
 
15) Estime a solubilidade ideal do chumbo no bismuto, a 280 °C, sabendo que o seu ponto de fusão é 327 °C e a 
entalpia de fusão 5,2 kJ/mol. (X2 = 0,915) 
 
16) O calor de fusão por grama de p-dibromobenzeno (C6H4Br2), é de 20,5 cal/g e a temperatura de fusão é 86°C. 
Calcular a solubilidade ideal a 25 °C. (X2 = 0,249) 
 
17) O calor de fusão por grama de p-diclorobenzeno (C6H4Cl2), é de 29,7 cal/g e a temperatura de fusão é 52,7 
°C. Calcular a solubilidade ideal a 25 °C. (X2 = 0,534) 
 
18) A 90°C, a pressão de vapor do ortoxileno, componente 1, é 20,0 kPa e a do metaxileno, componente 2, é 18 
kPa. Qual a composição da solução líquida que entra em ebulição a 90°C sob pressão de 19 kPa? Qual a 
composição do vapor formado na ebulição? (y1 = 0,526 e y2 = 0,474) 
 
19) A pressão de vapor de um líquido puro A é de 68,8 kPa a 293 K e a de outro líquido B, também puro, é de 
82,1 kPa. Esses dois compostos formam uma solução ideal. Imaginemos o equilíbrio de uma solução com um 
vapor no qual a fração molar de A é 0,612. Calcule a pressão total do vapor e a composição da fase líquida. (xA = 
0,653, xB = 0,347 e PTotal de vapor = 73,414 kPa) 
 
20) O benzeno e o tolueno formam soluções praticamente ideais. Considere uma solução equimolar de benzeno, 
componente 1, e tolueno, componente 2. A 20 °C, a pressão de vapor do benzeno puro é 9,9 kPa e a do tolueno 
puro é 2,9 kPa. A solução entra em ebulição pela redução da pressão externa. 
a) Calcule a pressão no exato momento em que se inicia a ebulição. (P = 6,4 kPa) 
b) A composição de cada componente no vapor.( yTolueno = 0,226, yBenzeno = 0,773) 
 
21) O ponto de ebulição de uma solução binária de A e B, com xA = 0,4217, é 96°C. Nessa temperatura, a 
pressão de vapor de A é 110,1 kPa e a de B puro é 94,9 kPa. 
a) A solução é ideal? 
b) Qual a composição do vapor inicial em equilíbrio com a solução? (yA = 0,459) 
 
22) Na Tabela 1, são apresentadas as temperaturas e composição de um sistema binário A e B e as respectivas 
frações molares de A na fase líquida e vapor. 
xA yA Temperatura (°C) 
0,0 0,0 110 
0,2 0,42 102 
0,4 0,64 95 
0,6 0,8 88 
0,8 0,92 84 
1,0 1,0 80 
 
a) Usando os dados experimentais apresentados na Tabela 1, represente graficamente em um único gráfico 
as duas curvas correspondentes à variação de temperatura em função da composição molar de benzeno na 
solução e no vapor. 
b) Determine as regiões do diagrama. 
c) Qual o líquido mais volátil. 
 
23) A Figura 01, apresenta o diagrama da mistura de dois líquidos voláteis, A e B, com comportamento ideal. 
Responda: 
a) Qual é o ponto de ebulição do líquido A e B puros? (TEbA = 40 °C e TEbB =80 °C) 
b) Qual líquido é mais volátil? 
c) Qual é o ponto de ebulição da mistura contendo 25 mol % de B e 75 mol% de A? (75 °C) 
d) Sabendo que a mistura líquida é composta por 50% de A, determine a composição aproximada do vapor 
para a temperatura de 60 °C? (37,5 % de A e 62,5 % de B) 
Figura 01 – Diagrama de temperatura x composição de A e B 
 
 
24) Os seguintes dados de temperatura/composição foram obtidos para o equilíbrio líquido-vapor de soluções de 
dois líquidos A e B a 1,0 atm. 
xA yA Temperatura (°C) 
0,91 0,99 125 
0,65 0,91 130 
0,45 0,77 135 
0,30 0,61 140 
0,18 0,45 1450,098 0,25 150 
 
O ponto de ebulição de A é 124 °C e de B é 155 °C. Trace o diagrama da temperatura contra a composição do 
sistema. Qual a composição do vapor em equilíbrio com a solução líquida que tem: 
a) xA = 0,5 
b) xB = 0,33