DETERMINAÇÃO DA PRESSÃO DE VAPOR E DA ENTALPIA DE VAPORIZAÇÃO -LIVRO

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DETERMINAÇÃO DA PRESSÃO DE VAPOR E DA ENTALPIA DE VAPORIZAÇÃO 
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DETERMINAÇÃO DA PRESSÃO DE 
VAPOR E DA ENTALPIA DE 
VAPORIZAÇÃO 
 
 
 
A pressão exercida pelo vapor de uma substância em equilíbrio termodinâmico 
com uma das suas fases condensadas (sólida ou líquida), é chamada de pressão de 
vapor. Vapor é um gás com potencial para ser condensado por aumento de pressão. 
 Por equilíbrio, deve-se entender que, a velocidade com que as moléculas 
deixam a fase é a mesma com que se condensação, logo, o número de moléculas da 
fase condensada (sólida ou líquida) que abandonam esta fase é igual a o número de 
moléculas que condensam ao chocar com a superfície da fase condensada, conforme 
Figura 1: 
 
 
Figura 1 – Equilíbrio, em que a velocidade das moléculas que saem do líquido para o gás é equivalente à das 
moléculas que se agregam ao líquido vindas da fase gasosa. 
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Este equilíbrio é dependente de variáveis termodinâmicas, como pressão e 
temperatura. Pode-se construir um gráfico que apresente a dependência da transição 
de fase com a pressão e temperatura, este gráfico recebe o nome de diagrama de fase, 
apresentado na Figura 2 a seguir: 
 
 
Figura 2 – Diagrama de fase da água, apresentando os estados sólido( gelo/ice), líquido (água/water) e gasoso 
(gás/gas). 
 
Tendo em vista que a temperatura é uma medida que se associa diretamente à 
medida da energia cinética média das moléculas de uma substância, então um líquido 
com maior temperatura tem moléculas com maior velocidade do que o mesmo em 
menor temperatura, assim o ponto de equilíbrio do vapor deve ser obtido com uma 
maior quantidade de moléculas na fase gasosa.2 Conforme é descrito na equação do 
gás ideal, Equação 1, com o aumento da quantidade de moléculas, também há um 
aumento da pressão: 
 
𝑃. 𝑉 = 𝑛. 𝑅. 𝑇 (1) 
 
Outro ponto que deve ser considerado quando se pensa na pressão de vapor 
de um líquido é a interação entre as moléculas de constituem esse líquido, as forças 
intermoleculares, também chamadas de interações intermoleculares ou ainda forças 
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de Van der Waals. Elas são um conjunto de interações atrativas que ocorrem entre as 
moléculas, quanto mais intensa essa interação, mais unidas estão as moléculas e, 
portanto, menor deve ser a pressão de vapor. Assim, um líquido com fracas interações 
como o metano deve ter uma pressão de vapor muito mais alta que a água, que possui 
interações mais fortes. 
Essas considerações nos levam a equação de Clausius-Clapeyron. A aplicação da 
equação de Clausius-Clapeyron constitui-se a essência do método, cujas formas 
diferenciais e integradas serão desenvolvidas a seguir. Comparando as propriedades 
dos líquidos, quanto maior a energia de coesão do líquido, maior será o calor 
necessário (Qvap) para realizar a sua evaporação e, por consequência, menor será a 
sua pressão de vapor. Se o calor é fornecido na condição de pressão constante, então, 
estamos referindo ao conceito de entalpia de evaporação (Q vap = H vap). A condição 
necessária do equilíbrio é que os potenciais químicos das fases presentes sejam iguais. 
Quando existem duas fases presentes, a condição em que o líquido puro está em 
equilíbrio com seu vapor, é descrita pela seguinte equação:  (líquido) =  (vapor). 
Para o equilíbrio entre uma fase condensada (líquido) e a fase de seu vapor, aplica-se a 
Equação 2: 
 
𝑑𝑝
𝑑𝑇
=
∆𝑆
∆𝑉
=
∆𝑣𝑎𝑝𝐻
𝑇(𝑉𝑚.𝑔𝑎𝑠−𝑉𝑚.𝑙𝑖𝑞)
 (2) 
 
Onde, o ∆𝑣𝑎𝑝𝐻 é o calor de vaporização por mol do líquido e 𝑉𝑚.𝑔𝑎𝑠 e 𝑉𝑚.𝑙𝑖𝑞 são os 
volumes ocupados por um mol. Na maioria dos casos, 𝑉𝑚.𝑔𝑎𝑠 - 𝑉𝑚.𝑙𝑖𝑞 ≈ 𝑉𝑚.𝑔𝑎𝑠 e 
admitindo o comportamento do gás ideal, 𝑃. 𝑉 = 𝑛. 𝑅. 𝑇, a Equação 2 se transforma 
em: 
 
 
𝑑 ln𝑝
𝑑𝑇
=
∆𝐻
𝑅𝑇2
 (3) 
 
conhecida por equação de Clausius-Clapeyron, que também pode ser escrita na forma: 
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𝑑 ln(𝑝)
𝑑(
1
𝑇
)
=
∆𝐻
𝑅
 (4) 
 
Ou seja: 
 
 ln(𝑝/𝑝0) = −
∆𝐻
𝑅
(
1
𝑇
) + 𝑐 (5) 
 
Nas condições deste experimento, a pressão do local de trabalho (patm) se 
iguala à pressão da mistura do gás retida no condensador (soma das pressões parciais 
de ar mais vapor de água) mais a ação da pressão devido à altura da coluna de água: 
 
 (6) 
 
A quantidade de ar (em mol) pode ser determinada numa temperatura onde a 
pressão de vapor da água é muito baixa (0o C) e desprezível através do seguinte 
cálculo: 
 
 (7) 
 
 (8) 
 
Como a quantidade de ar (nar) permanecerá constante durante todo o 
experimento, será possível calcular pV nas demais temperaturas do experimento: 
 
 (9) 
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REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
 
 
Monte, M.J., (2018) Pressão de vapor, Rev. Ciência Elem., V6 (3): 053 
 
Herch Moysés Nussenzveig (1996). Curso de Física Básica. Fluidos, Oscilações e Ondas, 
Calor. 2 3ª ed. [S.l.]: Edgard Blücher. ISBN 85-212-0045-5 
 
Tipler, Paul A (2000). Física: para cientistas e engenheiros. RJ: LTC 
 
Química: estrutura e dinâmica, v. 1 / James N. Spencer, George M. Bodner, Lyman H. 
Rickard; Tradução Edilson Clemente da Silva, Oswaldo Esteves Barcia - Rio de janeiro: 
LTC, 2007. 2v 
 
Sá, Eduardo L. (2017) Curso: físico-química experimental i e termodinâmica e 
eletroquímica experimental. Notas de aula. Universidade Federal Do Paraná. 
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