G1 Aula 7   Equilíbrios Físicos e Lei de Henry   2015.2
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G1 Aula 7 Equilíbrios Físicos e Lei de Henry 2015.2


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01/09/2015
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Química GeralQ
Professor Alessandro Kappel Jordão
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Equilíbrios Físicos
\u2022 Verificar as soluções de líquidos e como os solutos
neles dissolvidos afetam suas propriedades físicas
Transição de fase: A conversão de uma substância de
uma fase em outra como a fusão do gelo a vaporização
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uma fase em outra, como a fusão do gelo, a vaporização
da água ou a conversão da grafita em diamante.
\u2022 Um experimento simples mostra que, em um recipiente
fechado, as fases líquido e vapor entram em equilíbrio.
Exemplo: Barômetro de mercúrio
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\u2022 Em uma temperatura fixa, o vapor exerce uma pressão
característica que é independente da quantidade de água
líquida presente.
\u2022 Por exemplo em 20oC o mercúrio cai 18 mm; logo a
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\u2022 Por exemplo, em 20oC, o mercúrio cai 18 mm; logo, a
pressão exercida pelo vapor é 18 Torr. A pressão de vapor
de água é a mesma, se houver 0,1 mL ou 1 mL de água
líquida presente. Essa pressão característica é a \u201cpressão
de vapor\u201d do líquido na temperatura do experimento
Pressões de vapor em 25oC
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Substância Pressão de vapor 
(Torr)
Benzeno 94,6
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Benzeno 94,6
Etanol 58,9
Mercúrio 0,0017
Metanol 122,7
Água 23,8
\u2022 Líquidos cuja pressão de vapor é alta nas temperaturas
ordinárias são chamados de voláteis.
\u2022 O metanol (pressão de vapor 98 Torr, em 20oC) é muito
volátil, o mercúrio (1,4 mTorr) não é volátil.
\u2022 Os sólidos também exercem pressão de vapor mas a
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\u2022 Os sólidos também exercem pressão de vapor, mas a
pressão de vapor dos sólidos é, normalmente, muito mais
baixa do que a dos líquidos, porque as moléculas do
sólido estão presas mais firmemente do que as do líquido.
\u2022 Alguns sólidos, porém, vaporizam em um processo
chamado \u201csublimação\u201d. Ex.: mentol e naftalina
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\u2022 Para construir um modelo do equilíbrio entre um líquido
e seu vapor em nível molecular, pode-se supor que o
líquido está em um recipiente fechado que foi evacuado.
\u2022 O vapor se forma à medida que as moléculas deixam a
superfície do líquido.
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\u2022 Quando o número de moléculas na fase vapor aumenta,
um número maior delas pode se chocar com a superfície
do líquido, aderir a ela e voltar a fazer parte do líquido.
\u2022 Por fim, o número de moléculas que voltam ao líquido
em cada segundo se iguala ao número que escapa.
Nessas condições, o vapor condensa com a mesma
velocidade com que o líquido vaporiza.
Velocidade de evaporação = Velocidade de condensação
\u2022 O equilíbrio dinâmico entre a água líquida e seu vapor é
representado por
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H2O(l) H2O(g)
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\u2022 A pressão de vapor de uma substância é a pressão
exercida pelo vapor que está em equilíbrio dinâmico com
a fase condensada.
Volatilidade e forças intermoleculares
\u2022 Pressão de vapor alta quando as moléculas de um
líquido são mantidas por forças intermoleculares fracas
\u2022 Pressão de vapor baixa quando as forças
intermoleculares sejam fortes
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intermoleculares sejam fortes
\u2022 Líquidos formados por moléculas capazes de formar
ligações hidrogênio (são mais fortes do que as outras
interações intermoleculares) sejam menos voláteis do que
outros de massa molecular comparável, porém incapazes
de formar ligações hidrogênio.
Volatilidade e forças intermoleculares
\u2022 Exemplo: Dimetil-éter (1) e etanol (2) com fórmulas
moleculares iguais, C2H6O. Espera-se que tenham
interações de London semelhantes e, portanto, pressões
de vapor semelhantes.
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Volatilidade e forças intermoleculares
\u2022 A molécula de etanol tem um grupo \u2013OH que pode
formar ligações hidrogênio com outras moléculas de
álcool.
\u2022 As moléculas de éter não podem formar ligações
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\u2022 As moléculas de éter não podem formar ligações
hidrogênio umas com as outras, porque todos os
hidrogênios estão ligados a átomos de carbono e a
ligação C-H não é muito polar.
\u2022 Como resultado dessas diferenças, o etanol é um
líquido na temperatura normal e o dimetil-éter é um gás.
Forças intermoleculares
\u2022 O polímero KEVLAR® é leve, flexível e resistente ao
calor, ao fogo e a produtos químicos. Cordas e cabos
fabricados com KEVLAR® são cinco vezes mais fortes do
que o aço em uma base ponderal igual.
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\u2022 É empregado em uma ampla variedade de aplicações
que vão desde coletes à prova de bala até raquetes de
tênis.
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Forças 
intermoleculares
\u2022 Uma das 
razões para a 
resistência do 
KEVLAR® é a 
forte ligação de 
hid ê i t
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hidrogênio entre 
as cadeias do 
polímero, 
fazendo com que 
elas estejam em 
posições fixas e 
evitando que 
cadeias 
individuais 
escorreguem 
uma pela outra.
Variação da pressão de vapor de acordo com a 
temperatura
\u2022 A pressão de vapor de um líquido depende da facilidade
que as moléculas do líquido encontram para escapar das
forças que as mantêm juntas.
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\u2022 Em temperaturas mais elevadas, mais energia está
disponível para isso do que em temperaturas mais baixas.
\u2022 Logo a pressão de vapor de um líquido deve aumentar
quando a temperatura aumenta
Variação da pressão de vapor de acordo com a
temperatura
Equilíbrios Físicos
Temperatura (oC) Pressão de vapor (Torr)
0 4,58
10 9,21
20 17,54
21 18,65
15
22 19,83
23 21,07
24 22,38
25 23,76
37 47,08
40 55,34
60 149,44
80 355,26
100 760,00
Variação da pressão de vapor de acordo com a
temperatura
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Variação da pressão de vapor de acordo com a 
temperatura
\u2022 Equação de Clausius-Clapeyron para a pressão de
vapor de um líquido em duas temperaturas diferentes:
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\u2022 A pressão de vapor de um líquido aumenta com o
aumento da temperatura. A equação de Clausius-
Clapeyron estabelece a dependência quantitativa da
pressão de vapor de um líquido com a temperatura
Ebulição
\u2022 A ebulição acontece quando a pressão de vapor de um
líquido é igual à pressão atmosférica. Forças
intermoleculares fortes levam, normalmente, a pontos de
ebulição normais altos.
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\u2022 O ponto de ebulição normal é a temperatura na qual a
pressão de vapor do líquido é 1 atm.
\u2022 Exemplo: No alto do Monte Everest \u2013 onde a pressão é
240 Torr \u2013 a água ferve a 70oC \u2013 A ebulição acontece em
uma temperatura mais baixa quando a temperatura é
menor do que 1 atm.
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Congelamento e fusão
\u2022 Um líquido solidifica quando a energia das moléculas é
tão baixa que elas são incapazes de mover-se em relação
a suas vizinhas.
\u2022 No sólido as moléculas vibram em torno de suas
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\u2022 No sólido, as moléculas vibram em torno de suas
posições médias, mas raramente se movem de um ponto
a outro.
\u2022 A temperatura de congelamento, a temperatura em que
as fases sólido e líquido estão em equilíbrio dinâmico,
varia ligeiramente quando a pressão é alterada.
Congelamento e fusão
\u2022 O ponto de congelamento normal, Tf, de um líquido é a
temperatura na qual ele congela, em 1 atm
\u2022 O ponto de fusão de um sólido é igual à temperatura de
congelamento do líquido
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congelamento do líquido.
\u2022 Os pontos de congelamento dos líquidos aumentam,
em geral, com a pressão. As ligações de hidrogênio da
água a tornam anômala: seu ponto de congelamento
diminui com a pressão.
Diagrama de fases
\u2022 Um diagrama de fases é um gráfico que mostra as fases
mais estáveis em pressões e temperaturas diferentes.
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Diagrama de fases
\u2022 As linhas que separam as regiões dos diagramas de
fases são chamadas de limites de fase. Em qualquer
ponto da linha que limita duas regiões, as fases vizinhas
coexistem em equilíbrio dinâmico.