UNIVERSIDADE UNIVERSIDADE FEDERAL FEDERAL DE CAMPINA GRANDE - UFCG UNIDADE ACADÊMICA DE EDUCAÇÃO EDUCAÇÃO - UAS CENTRO DE EDUCAÇÃO E SAÚDE - CES LISTA DE EXERCÍCIOS
Transformações físicas das substâncias puras / Misturas Simples. 1. As figuras figuras abaixo abaixo mostram mostram os diagramas diagramas de fases da água e de outras outras substânc substâncias ias como por exemplo CO2.
a) b) c) d)
Expliq Explique ue o significa significado do das curvas curvas de equilíbri equilíbrio. o. Expliq Explique ue o signific significado ado de ponto ponto triplo triplo.. Expliq Explique ue o signific significado ado de ponto ponto crític crítico. o. Expli Expliqu que e porq porque ue a curv curva a de equilí equilíbri brio o sóli sólido do-lí -líqu quido ido da água água é incli inclinad nada a para para a esquerda esquerda enquanto que nas demais substâncias substâncias a inclinação é para a direita. direita.
2. Calcu Calcule le o efeito efeito de um aument aumento o de 100 bar (1 bar bar = 105 Pa) na pressão sobre a pressão de vapor do benzeno, a 25°C. Dados: ρ = 0,879 gcm -3, MM ≈ 78 gmol -1. 3. Em relação relação as duas figuras abaixo, abaixo, pode-se pode-se afirmar como verdadeiro verdadeiro (V) ou falso (F):
( )a mistura representada na figura a direita obedece à lei de Raoult e portanto trata-se de uma solução ideal. ( )em qualquer concentração considerada, para ambas as figuras, a pressão total da mistura corresponde a soma das pressões parciais. ( )a pressão da substância A pura é maior que a pressão da substância B pura e a pressão do dissulfeto de carbono puro é maior que a da acetona pura. ( )concentrações molares de A e de B iguais, correspondem a pressões de A e de B iguais. ( )a figura da esquerda representa uma solução diluida ideal e obedece a lei de Henry 4.Qual o significado mais amplo do potencial químico? 5.Interprete a figura abaixo e explique qual é o critério temodinâmico que justifica a elevação do ponto de ebulição e o abaixamento do ponto de congelamento de uma mistura em relação a substância pura.
6. (a) Estabeleça e justifique o critério termodinâmico para o equilíbrio solução-vapor.
(b) Explique o significado de uma grandeza parcial molar. 7. (a) Explique a origem das propriedades coligativas. (b) Explique como as propriedades coligativas são usadas para se determinar a massa molar de uma substância em solução. 8. (a) Explique o significado da atividade de um solvente. (b) Explique o significado da atividade de um soluto. (c) Explique como é possível modificar a lei de Raoult de modo a descrever a pressão de vapor de soluções reais. 9. Os volumes parciais molares da acetona (propanona) e do clorofórmio (triclorometano), em uma solução em que a fração molar do CHCl 3 é 0,4693, são, respectivamente, 74,166 cm 3·mol 1 e 80,235 cm 3·mol 1. Qual o volume de 1,000 kg desta solução? 10. A 25°C, a densidade de uma solução a 50% ponderais (em massa) de etanol em água é 0,914 g·cm 3. O volume parcial molar da água nesta solução é 17,4 cm 3·mol 1. Calcule o volume parcial molar do etanol. 11. A 300 K, as pressões parciais de vapor do HCl (ácido clorídrico) em equilíbrio com o GeCl 4 (tetracloreto de germânio) líquido são as seguintes: xHCl 0,005 0,012 0,019 32,0 76,9 121,8 pHCl/kPa Mostre que a solução segue a lei de Henry sobre este intervalo de frações molares e calcule a constante K HCl nesta temperatura. 12. Estime a pressão parcial do vapor do HCl em equilíbrio com sua solução em GeCl 4 de molalidade 0,10 mol·kg1. 13. Calcule as constantes crioscópica e ebulioscópica do CCl 4 (tetraclorometano). 14. A pressão de vapor do benzeno, a 60,6°C, é de 400 torr, mas cai a 386 torr quando 19,0 g de um composto orgânico não-volátil são dissolvidos em 500 g de benzeno. Calcule a massa molar do composto. 15. A adição de 100 g de um composto a 750 g de CCl 4 provocou um abaixamento crioscópico de 10,5 K. Calcule a massa molar do composto. 16. A pressão osmótica de uma solução aquosa, a 300 K, é de 120 kPa. Calcule o ponto de congelamento da solução. 17. Um recipiente de 5,0 L está dividido em dois compartimentos de tamanhos iguais. O da esquerda contém nitrogênio a 1 atm e 25°C. O da direita contém hidrogênio nas mesmas condições de pressão e temperatura. Calcule a energia de Gibbs de mistura e a entropia de mistura no processo que ocorre pela remoção da separação entre os compartimentos. Admita que os gases se comportem idealmente. 18. O ar é uma mistura cuja composição é, em percentagens ponderais (em massa): 75,52% de N2, 23,15% de O2, 1,28% de Ar e 0,046% de CO2. Calcule a entropia de mistura na preparação de uma amostra de ar a partir dos componentes gasosos puros. Admita que os gases se comportem idealmente. 19. A partir da lei de Henry , calcule a solubilidade (em molalidade) do CO2 em água, a 25°C, quando a sua pressão parcial é (a) 0,10 atm e (b) 1,00 atm. 20. Uma unidade para gaseificar água de uso doméstico proporciona dióxido de carbono sob pressão de 5,0 atm. Estime a molaridade do gás na água gaseificada.
21. Calcule o ponto de congelamento da água em um copo de 250 cm 3 contendo 7,5 g de sacarose (C 12H24O12) dissolvidos. 22. As substâncias A e B são ambas líquidos voláteis com pA* = 300 torr, pB* = 250 torr e K B = 200 torr (as concentrações são expressas em frações molares). Quando x A = 0,9, bB = 2,22 mol·kg 1, pA = 250 torr e pB = 25 torr. Calcule as atividades e os coeficientes de atividade de A e de B. Para A, use as frações molares e a lei de Raoult . Para B, use as frações molares e as molalidades e a lei de Henry . 23. A medida das composições das fases líquida e gasosa, em equilíbrio, de soluções de acetona (A) e etanol (E) mostrou que, a 57,2°C, sob pressão de 1,00 atm, tem-se x A = 0,400 (fração molar de A no líquido) quando y A = 0,516 (fração molar de A no vapor). Calcule as atividades e os coeficientes de atividade dos dois componentes desta solução com base na lei de Raoult . As pressões de vapor dos componentes puros, na temperatura mencionada, são: pA* = 786 torr e pB* = 551 torr.
