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Lista equilíbrio de substancia pura

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FACULDADES OSWALDO CRUZ 
FFCL/ ISE 
DISCIPLINA: FÍSICO-QUÍMICA II 
Profa. FLAVIA D MOTTA 
 ATIVIDADE III: Equilíbrio de substâncias puras - Coronavírus - COVID-19 
Suspensão das atividades presenciais de 13/03 a 28/02 de 2020. 
Exercícios correspondentes aos conteúdos já discutidos em sala de aula. 
Prazo para o cumprimento da Atividade: Na 1ª Semana do retorno às aulas presenciais a atividade será 
recolhida. 
 
1. Explique a importância da equação de Clapeyron e da equação de Claussius-Clapeyron. 
 
2. Discuta as consequências para a estabilidade de fases da energia de Gibbs molar variar com a 
temperatura e com a pressão. 
 
 
3. A pressão exercida sobre o gelo por um patinador de 60,0 kg é cerca de 300 atm. Calcule o abaixamento 
no ponto de congelamento. Os volumes molares são: VL = 0,0180 L mol
−1 e VS = 0,0196 L mol
−1. 
(Resposta: T = 2,2 K). 
 
 
 
4. Use o diagrama de fases da água para prever a direção das 
seguintes mudanças: (a) no ponto triplo d’água, a temperatura é 
diminuída à pressão constante; (b) em algum lugar ao longo da 
curva S−L d’água, a pressão é aumentada à temperatura 
constante; (c) descreva o ponto x; (d) descreva a inclinação da 
curva de equilíbrio S-L. 
 
 
 
5. O volume molar de um certo sólido é 142,0 cm3 mol−1 no ponto de fusão, a 1,00 atm e 427,15 K. O volume 
molar do líquido, no mesmo ponto, é 152,6 cm3 mol−1. A l,2 MPa, a temperatura de fusão é 429,26 K. 
Calcule a entalpia e a entropia de fusão do sólido. 
(Resposta: ΔS fusão = + 5,5 J K
-1 mol-1 ; ΔH fusão = + 2,4 kJ mol-1) 
 
 
 
6. Quando certo líquido congela a − 3,65 °C, sua massa específica passa de 0,789 g cm−3 para 0,801 g cm−3. 
A entalpia de fusão é 8,68 kJ mol−1, MM = 46,07 g/mol. Estime o ponto de congelamento deste líquido a 
100 MPa. 
 (Resposta: T = 272,2 K). 
 
7. Numa certa manhã fria e seca depois de uma geada, a temperatura é de − 5 °C e a pressão parcial do 
vapor de água na atmosfera é 0,30 kPa. Haverá sublimação da geada? Que pressão parcial de água 
garante a permanência do gelo sobre o solo? Dado: a pressão de vapor do gelo a − 5 °C é 0,40 kPa. 
(Resposta: No equilíbrio a pressão de vapor do gelo a − 5 °C é 0,40 kPa, portanto, o gelo sublimará). 
 
 
 
8. A entalpia de fusão do mercúrio é 2,292 kJ mol−1, e seu ponto de congelamento normal é 234,3 K. A 
variação do volume molar na fusão é de +0,517 cm3 mol−1. A que temperatura a base de uma coluna de 
mercúrio, com 10,0 m de altura, será congelada? (Massa específica do mercúrio líquido, 13,6 g cm−3) 
 
(Resposta: T = 234,4 K) 
 
 
9. Explique em que o diagrama de fases da água difere dos da 
maior parte das substâncias. Que propriedade da água causa esta 
diferença? Esboce o diagrama de fases com as diferenças. 
 
10. O que é um diagrama de fases? Que informações úteis podem ser obtidas a partir do estudo de um 
diagrama de fases? 
 
11. O café liofilizado é preparado congelando uma amostra de café recém passado e, em seguida, 
removendo o gelo que se forma ao submeter a amostra ao vácuo. Descreva as mudanças de fase que 
ocorrem durante estes processos. 
 
12. Os compostos seguintes são líquidos a - 10°C e os seus pontos de ebulição são: butano, - 0,5°C; etanol, 
78,3°C; tolueno, 110,6°C. A -10°C, qual destes líquidos terá uma pressão de vapor mais elevada? E 
qual terá a mais baixa? Explique. 
 
 
 
13. Diagrama de fases corresponde a uma substância que sublimará ao invés de fundir quando é aquecida a 
1 atm? 
 
 
 
 
 
Referência: 
(CHANG 20) CHANG, Raymond. Físico-Química - V1, 3rd Edition. 
ATKINS, Peter. Físico-Química - Fundamentos, 6ª edição. LTC, 10/2017. 
Peter, ATKINS, PAULA, de. Físico-Química - Vol. 1, 10ª edição. LTC, 10/2017. 
Peter, ATKINS, Loretta, JONES, Princípios de Química - Bookman, 08/2018.