Quarta lista

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UNIVERSIDADE DO ESTADO DO RIO DE JANEIRO 
INSTITUTO DE QUÍMICA / DEPARTAMENTO DE FÍSICO-QUÍMICA 
Prof. Lucia Raddi 
 
 
4ª Lista de Exercícios de Físico-Química I / Físico-Química Teórica I (2014/1) 
 
 
1) O trióxido de nitrogênio se dissocia de acordo com a equação: 
 
 N2O3 (g) � NO2 (g) + NO (g) 
 
 A 25ºC e a uma pressão total de 1 bar, o grau de avanço no equilíbrio é de 0,30. Calcule ∆Go 
para esta reação. Considere comportamento ideal dos gases. 
 
R: ∆Go = 5,7 kJ mol-1 
 
 
2) Para a reação: 
 
 C (graf.) + CO2 (g) � 2 CO (g) 
 
a 1123 K e 1 bar, a percentagem molar de CO na fase vapor, no equilíbrio, é de 93,77%. Determine 
a constante de equilíbrio e o grau de avanço no equilíbrio, nestas condições. Qual seria a fração 
molar de CO no equilíbrio, a 1123 K e 10 bar? Considere CO e CO2 como gases ideais. 
 
R: K = 14,1; εeq = 0,88; (yCO)eq = 0,68 
 
 
3) Calcule a variação percentual relativa no valor de Ky para a reação: 
 
 H2CO (g) � CO (g) + H2 (g) 
 
 quando a pressão total passa de 1 bar para 2 bar, a uma temperatura constante. Supor 
comportamento ideal dos gases. 
 
R: ∆Ky/Ky = -50% 
 
 
4) Determine a temperatura na qual a pressão devida à dissociação do NH4Cl alcança o valor de 
1 bar, a partir dos seguintes dados referentes a 298 K: 
 
 ∆fHo (kJ/mol) ∆fGo (kJ/mol) 
NH4Cl (s) - 315,4 - 203,9 
HCl (g) - 92,3 - 95,3 
NH3 (g) - 46,2 - 16,6 
 
Considerar comportamento ideal dos gases e ∆rHo constante no intervalo de temperaturas. 
 
R: T = 597 K 
 
 
5) A 25ºC, temos os seguintes dados: 
 
Composto ∆fGo (kJ mol-1) ∆fHo (kJ mol-1) 
C2H4 (g) 68,1 52,3 
C2H2 (g) 209,2 226,7 
 
a) Calcule a constante de equilíbrio, a 25ºC, para a reação: C2H4 (g) � C2H2 (g) + H2 (g) 
b) Qual deverá ser o valor de K no caso de 25% de C2H4 estarem dissociados, a uma pressão 
total de 1 bar? 
c) A que temperatura K terá o valor determinado em (b)? 
 Considere comportamento ideal dos gases. 
 
R: a) K = 1,9x10-25; b) K = 0,067; c) T 1300 K 
 
 
6) Calcule a constante de equilíbrio, a 298 K, para a reação: 
 
 CO (g) + 2 H2 (g) CH3OH (g) 
 
sabendo que a variação da energia livre, a 298 K, para a reação: 
 
 CO (g) + 2 H2 (g) CH3OH (l) 
 
vale – 29,1 kJ/mol e a pressão de vapor do metanol, a 298 K, é 16200 Pa. Supor comportamento 
ideal dos gases. 
 
R: K = 20,4x103 
 
 
7) Para se obter p-xileno, uma mistura comercial dos isômeros (o,m,p)-xilenos é aquecida com um 
 catalisador para se conseguir a mistura de equilíbrio dos 3 isômeros, dos quais o p-xileno é 
 separado por resfriamento. As energias livres de formação dos isômeros são dadas abaixo: 
 
Composto ∆�G����� a 400 K [cal/mol] 
o-xileno 37883 
m-xileno 37008 
p-xileno 37688 
 
Calcule as frações molares dos isômeros, a 400 K e 1 bar, no equilíbrio. Supor comportamento 
ideal dos gases. 
 
R: (yox)eq = 0,189; (ymx)eq = 0,568; (ypx)eq = 0,242 
 
 
8) A pressão de vapor do gelo tem os seguintes valores: a -5oC: 3,013 mmHg, a -1oC: 4,217 
mmHg. A pressão de vapor da água líquida vale 4,926 mmHg a 1oC e 6,543 mmHg a 5oC. 
Determine as entalpias de vaporização, de sublimação e de fusão da água. 
 
R: ∆vapH = 45 kJ mol-1 ; ∆sublH = 51 kJ mol-1; ∆fusH = 6 kJ mol-1 
 
 
9) Mostre que, para líquidos que seguem a regra de Trouton, a equação de Clapeyron para o 
 equilíbrio líquido-vapor de uma substância pura pode ser expressa por: 
 
 ln P 	10,22 �1� ���
�
� � [P] = atm 
 
 
10) As pressões de vapor do SO2 sólido e líquido (em mmHg) são dadas abaixo: 
 
log Ps = 10,59 - 1871/T 
 
log Pl = 8,32 - 1426/T 
 
a) Determinar os valores de temperatura e pressão no ponto triplo para o SO2; 
b) Esboçar o diagrama de fases do SO2; 
c) Que fases podem coexistir em equilíbrio sob pressão de 1,01 bar; 
d) Quais são os valores das entalpias de sublimação e de vaporização do SO2. 
Coordenadas críticas do SO2: Tc = 157,8ºC; Pc = 78,5 bar. 
 
R: a) Ttr = 196 K; Ptr = 11,1 mmHg; c) S+L; L+V; d) ∆sublH = 35,8 kJ mol-1; ∆vapH = 27,3 kJ mol-1