Lista de exercícios: Diagrama sólido-liquido (FISQUI 2 + gabarito)

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Lista de Exercícios 
 
 
 
Q1. Os pontos de fusão e os calores de fusão do chumbo e do antimônio são 
 
 Pb Sb 
 Tfus/
o
C 327,4 630,5 
 ΔHfus/kJ mol
-1
 5,10 20,1 
Determine as linhas de equilíbrio sólido-líquido; faça uma estimativa gráfica da composição 
eutética e calcule a temperatura eutética. 
 
 
Q2. (a) A partir dos pontos de fusão das misturas de Al e Cu (tabela abaixo) esboce a curva de 
pontos de fusão. 
 
% massa de Cu 0 20 40 60 80 100 
T / oC 660 600 540 610 930 1083 
 
(b) Dados para o cobre (Tfus = 1356 K e ΔHfus = 13,05 kJ/mol), e para o alumínio (Tfus = 933 K 
e ΔHfus = 10,75 kJ/mol). Esboce a curva de solubilidade ideal e compare com a curva experimental 
obtida pela tabela. 
 
Q3. A solubilidade do KBr em água é: 
 
T / oC 0 20 40 60 80 100 
g KBr/ g H2O 0,54 0,64 0,76 0,86 0,95 1,04 
 
Em uma solução 1 mol/L, o KBr abaixa o ponto de congelamento da água de 3,29 oC. Avalie 
graficamente a temperatura eutética do sistema KBr-H2O. 
 
Q4. Uma liga binária que possui 28% em massa de cobre e o restante de prata solidifica a 779 oC. 
O sólido consiste das duas fases α e β. A fase α tem 9% Cu enquanto que a fase β tem 8% Ag a 
779 oC. A temperatura ambiente estes metais se formam puros (Ag e Cu respectivamente). Dados 
os pontos de fusão do Cu e Ag são 1083 oC e 960 oC respectivamente. Esquematize o diagrama 
de fases. Identifique as regiões e as linhas. Estime as quantidades de  e β na liga mencionada a 
779 oC e a temperatura ambiente. 
 
 
Q5. O diagrama temperatura-composição 
(naftaleno e benzeno) está apresentado na 
figura abaixo. Descreva o sistema 
informando estado físico e quantidades 
relativas para: 
 
(a) Quando a temperatura é diminuída na 
isopleta bc. 
2 
 
(b) Quando a temperatura é diminuída na isopleta eE. 
 
6. Bismuto e cádmio são completamente imiscíveis na fase sólida. A 220 oC estão em equilíbrio Bi 
sólido e solução, sendo que essa possui 80% mol de Bi. Calcule a quantidade de Bi sólido e de 
solução em equilíbrio quando uma mistura fundida contendo 209g Bi e 22,48g Cd é resfriada até 
220 oC. 
 
Dados: a composição eutética tem 70% mol Bi e a temperatura eutética é 195 oC. As massas 
molares de Bi e Cd são 209 g/mol e 112,4 g/mol respectivamente. Suas temperaturas de fusão 
são 268 oC e 317 oC respectivamente. 
 
Q7. Os seguintes dados experimentais foram obtidos para o sistema A-B. A segunda linha 
corresponde à temperatura de congelamento. 
 
B mol 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 
/ % 
T / oC 116,9 110,6 104,0 111,7 125,2 136,6 146,1 154,4 161,2 167,7 173,5 
Construa o diagrama temperatura-composição e determine graficamente a temperatura 
eutética e composição eutética. 
 
Q8. Com base no diagrama sólido-líquido a seguir, responda às perguntas: 
 
(a) Qual é o composto que apresenta fusão 
congruente? 
(b) Dê a temperatura de fusão do composto 
(c) Quais são as fases em equilíbrio em um 
sistema representado por um ponto sobre a 
reta m-n? 
(d) Esboce a curva de resfriamento do 
sistema a, indique as principais 
transformações. 
(e) Descreva as transformações que durante o 
resfriamento do sistema b até a temperatura 
atingir 500 oC. 
 
 
Q9. Monte um gráfico ternário e identifique os seguintes pontos: 
(a) xA= 0,75; xB= 0,00; xC=0,25 
(b) xA= 0,65; xB= 0,10; xC=0,25 
(c) xA= 0,45; xB= 0,20; xC=0,35 
(d) xA= 0,10; xB= 0,20; xC=0,70 
(e) xA= 0,50; xB= 0,10; xC=0,40 
(f) xA= 0,00; xB= 0,20; xC=0,80 
 
 
 
 
 
 
 
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Q10. Construa um diagrama de fases para o álcool etílico, água e benzeno a partir dos dados a 
seguir. Os dados se referem ao sistema contendo uma única fase, a região onde não foi 
encontrada uma só fase deve ser indicada no diagrama ternário. 
 
 %massa %massa 
 Benzeno Água Etanol Benzeno Água Etanol 
 60,8 7,1 32,1 45,1 12,6 42,3 
 65,9 5,6 28,5 36,5 16,7 46,8 
 75,7 3,4 21,1 20,9 26,6 52,5 
 82,5 2,0 15,5 10,9 37,2 51,9 
 87,6 1,2 11,2 5,9 46,2 47,9 
 91,2 0,7 8,1 2,8 55,6 41,6 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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 Gabarito 
 
Q1. 0,858; 249oC 
Q2. (b) 
% m/m Cu 0 20 40 60 80 100 
T / oC 660 597 517 474 696 1083 
Q3. Aproximadamente –13oC 
 
Q4. O processo de solidificação a 779 oC pode ser representada como L= α + β. Isto envolve o 
equilíbrio das três fases. Este sistema é chamado eutético. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Q5. (a) Ponto b: solução líquida (benzeno e naftaleno), fração molar de naftaleno = 0,55. 
Ponto c: sistema heterogêneo contendo naftaleno sólido e solução de benzeno/naftaleno. 
Composição da solução na temperatura c xnaf= 0,35 xbenz = 0,65. 
 
(b) Ponto e: solução com fração molar de naftaleno = 0,15. Ponto E: formação de três fases 
(naftaleno sólido, benzeno sólido e solução de naftaleno/benzeno). Temperatura e composição 
eutética estão representadas neste ponto. Abaixo da temperatura eutética existe somente o 
naftaleno sólido e o benzeno sólido. 
 
Q6. Composição da solução líquida: 0,2 mol Cd e 0,8 mol Bi. Massa da solução 189,68 g. Massa 
de Bi sólido = 41,8 g. 
 
Q7. Te aproximadamente 98 oC. xe aproximadamente 0,25 de B. 
 
Q9. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Q10. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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