L4 QUI117 2017 2

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO 
INSTITUTO DE CIÊNCIAS EXATAS E BIOLÓGICAS 
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA 
QUI117 – FÍSICO-QUÍMICA (2017/2) 
LISTA DE EXERCÍCIOS IV 
 
 
 
 
 
 
QUESTÃO 78. A 1,0atm, o gelo funde a 273,15K. Qual é a temperatura de fusão do gelo a 50,0atm de 
pressão? Dados: ∆Hfusão, gelo = 6,009kJ/mol; dágua = 1,00g/cm3; dgelo = 0,92g/cm3. R.: T = 0,36ºC. 
 
QUESTÃO 79. A pressão de vapor do mercúrio a 536K é 103torr e a 632K é 760torr. Estime o calor de 
vaporização do mercúrio. R.: ∆Hvapo. = 58,7kJ/mol. 
 
QUESTÃO 80. Para o hexafluoreto de urânio as pressões de vapor, em Pa, para o sólido e para o líquido são 
dadas por ln p(s) = 29,411 - 5893,3/T e ln p(l) = 22,254 - 3479,9/T, respectivamente. Calcule suas coordenadas 
(p e T) do ponto triplo. R.: p = 152,36kPa e T = 337,2K. 
 
QUESTÃO 81. A conversão industrial de grafita em diamante foi feita pela primeira vez sob uma temperatura 
de 2025°C. Estime a pressão necessária para essa conversão. Dados: 
o
grafita298K,S
= 5,69J/K; 
o
diamante298K,S
= 
2,43J/K; grafita
V
= 4,41mL; diamante
V
= 3,41mL. R.: p = 65,2kbar. 
 
QUESTÃO 82. A pressão de vapor do éter dietílico é 100mmHg a - 11,5ºC e 400mmHg a 17,9ºC. Calcule sua 
temperatura normal de ebulição. R.: T° = 33,1°C. 
 
QUESTÃO 83. Uma massa de 2,0g de ácido benzóico dissolvida em 25,0g de benzeno (Kcri. = 4,90K/molal) 
produz um abaixamento crioscópico de 1,62K. Calcule a massa molar do soluto. R.: M = 241,9g/mol. 
 
QUESTÃO 84. Determine em que temperatura entrará em ebulição uma solução com 3,795g de enxofre, S8, 
(PA = 32,06u.m.a.) em 100g de dissulfeto de carbono. Dados para o CS2(l): M = 76,14g/mol; Tebulição = 46,3°C; 
∆Hvapo. = 6,4kcal/mol. R.: T = 46,7°C. 
 
QUESTÃO 85. Uma massa de 20g de um soluto é adicionada a 100g de água a 25ºC. A pressão do vapor de 
água pura é 23,76mmHg, já a pressão do vapor da solução é 22,41mmHg. Considere a solução ideal. 
Calcule: a) a massa molar do soluto, b) qual a massa deste soluto que se deve juntar a 100g de água para 
reduzir sua pressão de vapor à metade da pressão de vapor da água pura? R.: a) M = 60g/mol; b) m = 333g. 
 
QUESTÃO 86. Em um recipiente contendo 100mL de ácido acético glacial foram adicionados 41,5g de 
fluoreto de potássio. Um estudante mediu a temperatura de congelamento da solução e observou um valor 
de 263,5K. O estudante resolveu acrescentar mais 75mL do ácido a solução. Qual será a nova temperatura 
de congelamento da solução? Dados: Mácido acético = 60,05g/mol; Mfluoreto de potássio = 58,10g/mol; dácido acético = 
1,049g/cm3; Tfusão, ácido acético = 290K; ∆Hfusão ácido acético = 11400J/mol. R.: T = 274,9K. 
 
QUESTÃO 87. Calcule a solubilidade (mg/L) do O2 em água a 25°C. Dados: pressão parcial do O2 = 0,21atm; 
kHenry do O2 em água = 3,30x107mmHg; dH2O = 1,0g/mL; MO2 = 32,0g/mol; MH2O = 18,0g/mol. R.: 8,59mg/L. 
 
QUESTÃO 88. O benzeno e o tolueno formam soluções bem próximas da idealidade. A 300K, p*Tolueno = 
32,06mmHg e p*Benzeno = 103,01mmHg. Responda: a) Uma mistura líquida é composta por 3 mol de tolueno e 
2 mol de benzeno. Se a pressão sobre a mistura for reduzida isotermicamente, a que pressão se formará o 
primeiro traço de vapor? b) Qual a composição dos primeiros traços de vapor formados? c) Se a pressão for 
reduzida ainda mais, a que pressão desaparecerá a última gota de líquido? d) Qual a composição da última 
gota de líquido? R.: a) p = 60,44mmHg; b) yben. = 0,68; c) p = 44,25mmHg; d) xben. = 0,17. 
 
QUESTÃO 89. A 226K, a pressão de vapor do brometo de etila é 10mmHg, enquanto a do cloreto de etila é 
40mmHg. Se existir apenas um traço de líquido e se a fração molar do cloreto de etila no vapor for de 0,80, 
qual será a pressão total sobre a mistura? Qual será a fração molar do cloreto de etila no líquido? Se 
existirem 5 mols de líquido e 3 mols de vapor, naquela pressão total encontrada, qual é a composição global 
do sistema? Assuma mistura ideal. R.: p = 25mmHg; xClCH2CH3 = 0,50; zClCH2CH3 = 0,61. 
 
QUESTÃO 90. A 90°C, a pressão de vapor do metilbenzeno é 53,3kPa e a do 1,2-dimetilbenzeno é 20,0kPa. 
Qual a composição da solução líquida que entra em ebulição a 90°C e 0,5atm? Qual a composição do vapor 
formado na ebulição? R.: xmetilbenzeno = 0,92, x1,2-dimetilbenzeno = 0,08; ymetilbenzeno = 0,97, y1,2-dimetilbenzeno = 0,03. 
 
QUESTÃO 91. Calcule o efeito da elevação da pressão sobre os potenciais químicos do gelo e da água, de 
1,0x105Pa até 2,0 x105Pa, a 0°C. Dados: dgelo = 0,917g/mL; dágua = 0,999g/mL; M = 18,02g/mol. R.: ∆µ(gelo) > 
∆µ(água), ∆µ(gelo) = 1,97J/mol, ∆µ(água) = 1,80J/mol. 
UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO 
INSTITUTO DE CIÊNCIAS EXATAS E BIOLÓGICAS 
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA 
QUI117 – FÍSICO-QUÍMICA (2017/2) 
LISTA DE EXERCÍCIOS IV 
 
 
 
 
 
 
QUESTÃO 92. O diagrama de fases do He é mostrado a seguir. Sejam afirmativas: i) A variação de entropia 
de transição sólido→líquido II é positiva; ii) Há um ponto triplo; iii) A variância no ponto crítico é igual a 1; iv) A 
variância nas coordenadas 4K e 0,1bar é zero; v) O volume molar da fase sólida é menor do que o da fase 
líquida I. Quais afirmativas são verdadeiras? Faça um gráfico de µ x T para o He em 0,02bar. R.: i, iii e v. 
 
 
QUESTÃO 93. Uma mistura de 100,0g de água e 80,0g de fenol separa-se em duas camadas a 60°C. Uma 
das camadas, L1, consiste de 44,9% em massa de água e a outra, L2, consiste de 83,2% em massa de 
água. Quais as massas de L1 e L2? Qual o número total de móis de L1 e de L2? R.: mL1 = 129,7g, mL2 = 
50,3g; nL1 = 3,99, nL2 = 2,41. 
 
QUESTÃO 94. Na tabela abaixo, encontram-se as temperaturas de equilíbrio das fases líquida e vapor para 
o sistema etanol-benzeno e as percentagens ponderais do etanol nas fases, sob pressão padrão. 
T (°C) 78,5 76,5 74,4 72,4 70,1 68,3 67,8 68,3 70,8 73,0 75,2 80,1 
% líquido 100,0 97,0 90,2 82,6 70,2 48,0 32,6 18,7 8,0 4,1 2,1 0,0 
% vapor 100,0 89,0 69,2 57,9 46,9 37,1 32,6 28,2 21,5 16,5 9,4 0,0 
Com esses dados, faça um diagrama de fases para este sistema indicando a(s) fase(s) presente(s) em cada 
região. Há formação de azeótropo? Se sim, indique no diagrama. Se uma mistura com 10% de etanol for 
aquecida, em que temperatura se formará o primeiro traço de vapor? Qual a sua composição? Com uma 
mistura de 455g de etanol e 245g de benzeno, a 71°C na pressão padrão, quais as massas de etanol e 
benzeno presentes nas fases líquida e vapor, respectivamente? Qual dos dois líquidos é o mais volátil? Qual 
sua T°ebulição? R.: sim; x = 33%, 68°C; 71°C; x = 10%, y = 23%; 298g e 157g; etanol, 78,5°C. 
 
QUESTÃO 95. Com os dados para o sistema CCl4–CHCl3 abaixo, prepare o diagrama de fases (temperatura 
versus composição), indicando a(s) fase(s) presente(s) em cada região. Qual a temperatura de ebulição e a 
composição das fases líquida e vapor em equilíbrio, quando estão presentes quantidades iguais das fases, 
para um sistema de composição XCCl4 = 0,30? Quais as quantidades relativas das fases em equilíbrio no 
sistema de composição XCCl4 = 0,50, quando a composição da fase líquida é xCCl4 = 0,20? 
Tebulição (oC) 120,8 108,5 100,8 89,3 83,5 79,9 76,9 
x CCl4 0,0 0,10 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 
y CCl4 0,0 0,47 0,67 0,86 0,92 0,96 1,00 
R.: T = 108ºC, xCCl4 = 0,12, yCCl4 = 0,49; 38% líquido e 62% vapor. 
 
QUESTÃO 96. Os metais ouro (Tfusão,Au = 1064ºC) e estanho (Tfusão,Sn = 232ºC) formam um composto na 
fração molar xAu = 0,50. Este composto funde-se congruentemente em 425ºC. Há dois pontos eutéticos com 
as respectivas coordenadas: xAu = 0,20; T = 200ºC e xAu = 0,90; T = 250ºC. Faça um diagrama de fases para 
este sistema indicando as fases presentes em cada região. Um líquido contendo 0,018g de Sn (PA = 
118,7u.m.a.) e 0,950g de Au (PA = 196,7u.m.a.) inicialmente a 1200ºC é resfriado até 500ºC. A 500ºC a 
composição da solução saturada tem xAu= 0,92. Determine a massa de Au solidificada. R.: m = 0,61g. 
 
QUESTÃO 97. Bismuto e cádmio formam um diagrama eutético simples. O Bi funde a 271oC e o Cd a 321oC, 
ambos a 1 bar. A entalpia de fusão do Bi é 11,30kJmol-1 enquanto a do Cd é 6,19kJmol-1. Um eutético é 
observado para uma composição molar de 55,4% de Cd. Esquematize o diagrama de fases, a 1 bar, 
indicando as fases presentes em cada região. Estime a temperatura de fusão do eutético. R.: T = 131°C. 
 
QUESTÃO 98. Os sólidos Na (Tfus. = 97,5ºC) e K (Tfus. = 62,0ºC) formam um peritético a 7ºC em xNa = 2/3, 
sendo que a solução saturada nesta temperatura apresenta xNa = 0,40. Há um ponto eutético em xNa = 0,20 e 
- 10ºC. Faça um diagrama de fases esquemático para este sistema e dê o número de graus de liberdade 
indicando as fases presentes em cada região do diagrama, nas curvas de solubilidade e no ponto eutético. 
Dê a formula do composto que se funde incongruentemente. Se um líquido contendo 90kg de K e 10kg de 
Na, inicialmente a 100ºC, é resfriado até 0ºC, determine a massa de K solidificada. R.: Na2K; m = 11,9kg.