Influencia de P em T

Prévia do material em texto

INFLUÊNCIA DA PRESSÃO NA TEMPERATURA DE EBULIÇÃO DA ÁGUA 
 
 
1. Introdução 
 
 Quando um líquido puro é colocado em um recipiente no qual se faz vácuo, um 
certo número de moléculas escapa da fase líquida e passa para a fase gasosa, até que se 
estabeleça o equilíbrio. O número de moléculas que escapam depende da natureza do 
líquido e da temperatura. Quanto maior for a temperatura maior será esse número de 
moléculas e maior será a pressão sobre o líquido. Esta pressão do equilíbrio líquido-vapor, 
a uma determinada temperatura constante, é denominada “pressão de vapor de equilíbrio 
do líquido”. Ela é independente das quantidades de líquido e vapor presentes enquanto as 
duas fases coexistirem. 
 Por outro lado, a temperatura de equilíbrio líquido-vapor depende da pressão 
externa sobre o sistema. Assim, para uma pressão externa fixa, a temperatura de equilíbrio 
depende apenas da natureza da substância e, é por isto que, diferentes líquidos têm 
diferentes temperaturas normais de ebulição (pressão externa de 1 atm). 
 A vaporização é um processo endotérmico, e a energia necessária para vaporizar 
uma amostra, em uma temperatura constante, é o calor de vaporização ou entalpia de 
vaporização molar (expressa em energia por mol). 
A relação entre temperatura e a pressão de vapor de equilíbrio de um líquido puro 
pode ser expressa pela seguinte equação matemática: 
 
ln 𝑃𝑣 = − (
Δ𝑣𝑎𝑝𝐻
o
𝑅
)
1
𝑇
 + 𝐶 
 
 
Em que 𝑃𝑣 é a pressão de vapor ; Δ𝑣𝑎𝑝𝐻 entalpia de vaporização molar do líquido; T é a 
temperatura em Kelvin do sistema em equilíbrio ; R = constante universal dos gases ideais 
e C é a constante de integração. 
 
 Este trabalho prático tem por objetivo a determinação do calor de vaporização da 
água, a partir do efeito da variação da pressão externa sobre a temperatura de ebulição. 
 
2. Materiais e reagentes 
 
• balão de fundo redondo, com boca esmerilhada, de 500 mL 
• condensador de bola e adaptador de Claisen 
• manta de aquecimento 
• bomba de vácuo 
• manômetro aberto de Hg 
• termômetro 
• água destilada 
• barômetro 
 
3. Procedimento experimental 
 
Fez-se a montagem do sistema colocando água destilada no interior do balão, 
juntamente com pérolas de ebulição (Figura 1). 
Fez-se a leitura da pressão atmosférica no barômetro. 
Ajustou-se a bomba de vácuo, de tal forma que a diferença entre os níveis de Hg (h) 
nas colunas do manômetro fosse de aproximadamente 280mm. Iniciou-se o aquecimento. 
Quando a água entrou em ebulição e o sistema atingiu o equilíbrio térmico, fez-se a 
leitura da temperatura. Leu-se o h correspondente e anotou-se os valores na Tabela 1. 
Reajustou-se a bomba de vácuo de tal forma que a diferença entre os níveis de Hg nas 
colunas do manômetro fosse de aproximadamente 240mm (observou-se que a água não 
estava mais em ebulição). 
Quando a água entrou em ebulição novamente e o sistema atingiu o equilíbrio térmico, 
fez-se a leitura da nova temperatura e do h. Anotou-se os valores na Tabela 1. 
Repetiu-se os itens anteriores para todas as condições mencionadas na Tabela 1. 
Para h igual a zero a bomba estava desligada (pressão atmosférica). 
 
4. Apresentação e Discussão dos Resultados 
 
Os resultados obtidos experimentalmente foram registrados na tabela 1. 
 
TABELA 1: Valores de temperatura de ebulição e pressão de vapor para a água. 
Medida h 
(mm) 
T 
(oC) 
pv 
(mmHg) 
ln pv T 
(K) 
(1/T) 
(K-1) 
1 280 80 
2 240 84 
3 200 86 
4 160 88 
5 120 90 
6 80 92 
7 40 94 
8 0 95 
 
Patmosférica = 666,7 mmHg 
 
T
K
=
𝜃
°C
+ 273,15 
 
A leitura de h representa a diferença entre os níveis das colunas de Hg no 
manômetro e reflete a diferença entre as pressões exercidas em cada coluna. A 
extremidade aberta exerce a pressão atmosférica e a outra extremidade exerce a pressão 
da bomba. A pressão de vapor é igual à pressão da bomba e dada pela equação: 
 hatmpvp −= 
 
 
Fazer o gráfico colocando no eixo Y os valores de ln pv e no eixo X os valores de 
(1/T). Traçar a reta que melhor se ajusta aos pontos experimentais e determinar o 
coeficiente angular da reta. 
 
Calcular a entalpia molar de vaporização e comparar o valor obtido 
experimentalmente com o valor fornecido pela literatura (43,6 kJ mol-1). Calcular o erro 
experimental da medida. 
 
 
 
APÊNDICE 
 
 
 
Figura 1 – Representação esquemática da montagem. 
 
TABELA 2: Constantes e fatores de conversão uteis. 
R = 0,082058 atm.L.K-1.mol-1 
R = 8,31451 J. K-1.mol-1 
R = 1,9872 cal.K-1.mol-1 
R = 62,36 mm Hg.L.K-1mol-1 
1 atm = 760 mm Hg = 760 Torr 
1 atm = 1,01325 x 105 Pa 
1 cal = 4,184 J 
 
 
 
	4. Apresentação e Discussão dos Resultados
	TABELA 1: Valores de temperatura de ebulição e pressão de vapor para a água.
	APÊNDICE
	Figura 1 – Representação esquemática da montagem.