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1 Este material está disponível no endereço:
Físico-Química II Misturas Simples Este material está disponível no endereço:

2 CONTEÚDO Transformações Físicas de Substâncias Puras.
Misturas Simples Programa da Disciplina: Conteúdo CONTEÚDO Transformações Físicas de Substâncias Puras. Soluções Não-Eletrolíticas (Misturas Simples): Descrição Termodinâmica das Misturas, Propriedades das Soluções, Atividades. Diagramas de Fase. Soluções Eletrolíticas (Eletroquímica de Equilíbrio). Cont. Parte 1 Parte 2 Parte 3 Parte 4 Parte 5

3 Medidas de Concentração:
Misturas Simples Concentrações: Composição de Misturas Medidas de Concentração: Molaridade (c): Usada quando se deseja saber... N° de moles do soluto em determinado volume de solução. Molalidade (b): Usada quando se deseja saber... Quantidades relativas de soluto e solvente na solução. » Fração Molar (x): Usada quando se deseja saber...

4 Exemplo: Relação entre Molalidade e Fração Molar.
Misturas Simples Concentrações: Composição de Misturas Exemplo: Relação entre Molalidade e Fração Molar. Como relacionar uma concentração dada em molalidade com o valor correspondente em fração molar? Das expresses de molalidade e fração molar: ni = bi · msolv nsolv = msolv / Msolv ntotal = ni + nsolv xi = ni / ntotal É preciso especificar a massa do solvente! Independe da massa considerada do solvente.

5 Exemplo: Relação entre Molalidade e Fração Molar.
Misturas Simples Concentrações: Composição de Misturas Exemplo: Relação entre Molalidade e Fração Molar. Calcule a fração molar de sacarose em uma solução de C12H22O11(aq) 1,22 m (1 m = 1 mol·kg­1).

6 Grandezas Parciais Molares:
Misturas Simples Descrição Termodinâmica das Misturas Grandezas Parciais Molares: Diferenciais Totais & Derivadas Parciais: Dada uma função de muitas variáveis: A sua diferencial total é dada em termos de derivadas parciais:

7 Grandezas Parciais Molares:
Misturas Simples Descrição Termodinâmica das Misturas Grandezas Parciais Molares: Volume Parcial Molar: O volume total de uma mistura é função de muitas variáveis: A sua diferencial total é dada em termos de derivadas parciais:

8 Grandezas Parciais Molares:
Misturas Simples Descrição Termodinâmica das Misturas Grandezas Parciais Molares: Volume Parcial Molar: Qual o significado do “volume parcial molar” Vi? » Quando se adicionam dni moles do componente i na mistura (mantendo todas as demais variáveis da mistura constantes), o volume total varia proporcionalmente à quantidade dni. Ou seja: dV ≈ Vidni  Vi é a contribuição de i para o volume total V. » Pergunta: O volume parcial Vi é o volume molar da espécie i?

9 Grandezas Parciais Molares:
Misturas Simples Descrição Termodinâmica das Misturas Grandezas Parciais Molares: Volume Parcial Molar: Qual o significado do “volume parcial molar” Vi? ­ Volume molar da água = 18 cm3·mol­1. » Exemplo 1: A adição de 1 mol de água em um grande volume de água corresponde a um acréscimo de 18 cm3 ao volume total. » Exemplo 2: A adição de 1 mol de água em um grande volume de etanol corresponde a um acréscimo de 14 cm3 ao volume total.

10 Grandezas Parciais Molares:
Misturas Simples Descrição Termodinâmica das Misturas Grandezas Parciais Molares: Volume Parcial Molar: Qual o significado do “volume parcial molar” Vi? ­ O “volume parcial molar” Vi corresponde a variação no volume total da mistura devida a adição de 1 mol da espécie i. » A adição de 1 mol de água em um grande volume de etanol corresponde a um acréscimo de 14 cm3 ao volume total. Ou seja: 18 cm3·mol­1 é o volume molar da água pura, mas 14 cm3·mol­1 é o volume parcial da água em etanol puro. » Conclusão: Vi depende da mistura.

11 Grandezas Parciais Molares:
Misturas Simples Descrição Termodinâmica das Misturas Grandezas Parciais Molares: Volume Parcial Molar: O “volume parcial molar” depende da composição da mistura.

12 Grandezas Parciais Molares:
Misturas Simples Descrição Termodinâmica das Misturas Grandezas Parciais Molares: Volume Parcial Molar: O “volume parcial molar” pode ser negativo!

13 Grandezas Parciais Molares:
Misturas Simples Descrição Termodinâmica das Misturas Grandezas Parciais Molares: Volume Parcial Molar: O volume total da mistura pode ser obtido dos volumes parciais molares para uma dada composição da mistura (em uma dada condição de pressão e temperatura): Para uma mistura binária (dois componentes, A e B): Demonstração…

14 Grandezas Parciais Molares:
Misturas Simples Descrição Termodinâmica das Misturas Grandezas Parciais Molares: Volume Parcial Molar: Da expressão geral: Na condição de pressão constante: dp = 0. Na condição de temperatura constante: dT = 0. Na condição de composição constante: dni ≠ 0! xi e Vi = const.

15 Grandezas Parciais Molares:
Misturas Simples Descrição Termodinâmica das Misturas Grandezas Parciais Molares: Outras Aplicações: O conceito de grandeza parcial molar pode ser estendia a qualquer função de estado extensiva. Exemplos de “função de estado”: Pressão, Temperatura, Volume, Entalpia, Energia Livre... Exemplos de “função de estado extensiva”: » Detalhe: em uma substância pura, uma “grandeza molar” coincide a respectiva “grandeza parcial molar”. Exemplo, na água pura: Volume Molar = Volume Parcial Molar.

16 Grandezas Parciais Molares:
Misturas Simples Descrição Termodinâmica das Misturas Grandezas Parciais Molares: Energia de Gibbs Parcial Molar: » Para uma Substância Pura: Potencial Químico () = Energia de Gibbs Molar (Gm). » Para uma Substância i em uma Mistura: Potencial Químico (i) = Energia de Gibbs Parcial Molar:

17 Grandezas Parciais Molares:
Misturas Simples Descrição Termodinâmica das Misturas Grandezas Parciais Molares: Energia de Gibbs Parcial Molar: Como G é função de p, T e {ni}: Vimos anteriormente que: Logo:

18 Grandezas Parciais Molares:
Misturas Simples Descrição Termodinâmica das Misturas Grandezas Parciais Molares: Energia de Gibbs Parcial Molar: Na condição de pressão e temperatura constante: Conclusão: O trabalho máximo, diferente do de expansão (dado pela variação na energia livre), provém da variação da composição química do sistema. Exemplo: pilha eletroquímica.

19 Grandezas Parciais Molares:
Misturas Simples Descrição Termodinâmica das Misturas Grandezas Parciais Molares: O Significado do Potencial Químico: O potencial químico i possui um significado mais amplo, pois mostra como as grandezas extensivas U, H, A e G variam com a composição do sistema (em diferentes situações). Demonstrar que:

20 Grandezas Parciais Molares:
Misturas Simples Descrição Termodinâmica das Misturas Grandezas Parciais Molares: Equação de Gibbs-Duhem: Vimos que, para um sistema binário a p e T constantes: Logo: Mas: Portanto:

21 Grandezas Parciais Molares:
Misturas Simples Descrição Termodinâmica das Misturas Grandezas Parciais Molares: Equação de Gibbs-Duhem: De acordo com esta equação, o potencial químico de uma substância em uma mistura não pode variar de forma independente do potencial dos demais componentes. » Exemplo: Para uma mistura binária: » Observação: Demonstrar esta equação também!

22 Grandezas Parciais Molares:
Misturas Simples Descrição Termodinâmica das Misturas Grandezas Parciais Molares: Equação de Gibbs-Duhem: » Importante: Esta observação é válida para qualquer função de estado extensiva. Exemplo:

23 Exemplo: Questão 4. Exemplo: Questão 5. Misturas Simples
Descrição Termodinâmica das Misturas Exemplo: Questão 4. Os volumes parciais molares de dois líquidos A e B em uma solução em que a fração molar de A é 0,3713, são, respectivamente, 188,2 cm-3mol-1 e 176,14 cm-3mol-1. A massa molar de A é 241,1 g·mol-1 e a de B é 198,2 g·mol-1. Calcule o volume de 1,0000 kg de solução. Resp.: 843,5 cm3. Exemplo: Questão 5. A 20°C, a densidade de uma solução 20% ponderais de etanol em água é 968,7 kg·m-3. O volume parcial molar do etanol na solução é 52,2 cm3mol-1. Calcule o volume parcial molar da água. Resp.: 18,1 cm3mol-1.

24 Fim da Parte 1 Misturas Simples Descrição Termodinâmica das Misturas

25 Energia de Gibbs da Mistura: Gases Ideais.
Misturas Simples Descrição Termodinâmica das Misturas Energia de Gibbs da Mistura: Gases Ideais. Fato Experimental: Gases se misturam espontaneamente em qualquer proporção. Questão: Como expressar quantitativamente esta observação? Como a Termodinâmica pode descrever o problema?

26 Energia de Gibbs da Mistura: Gases Ideais.
Misturas Simples Descrição Termodinâmica das Misturas Energia de Gibbs da Mistura: Gases Ideais. » Na condição de pressão e temperatura constantes, os sistemas tendem a minimizar a energia livre de Gibbs. Para um sistema binário (dois componentes): Na condição de temperatura constante (substância pura): No caso de gases ideais sob temperatura constante:

27 Energia de Gibbs da Mistura: Gases Ideais.
Misturas Simples Descrição Termodinâmica das Misturas Energia de Gibbs da Mistura: Gases Ideais. Antes da mistura, com os dois gases sob a mesma pressão p, a energia livre do sistema é dada por: Após a mistura, com os gases sob pressões parciais pA e pB (com p = pA + pB), a energia livre do sistema é dada por:

28 Energia de Gibbs da Mistura: Gases Ideais.
Misturas Simples Descrição Termodinâmica das Misturas Energia de Gibbs da Mistura: Gases Ideais. A “energia de Gibbs da mistura” é a diferença:

29 Energia de Gibbs da Mistura: Gases Ideais.
Misturas Simples Descrição Termodinâmica das Misturas Energia de Gibbs da Mistura: Gases Ideais. Esta última equação pode ser simplificada pelas relações: » Como: xi < 1  lnxi < 0, portanto: ΔGmis < 0 » ΔGmis ~ T, mas é independente da pressão total p. Definição de Fração Molar Resultado da Lei de Dalton

30 Outras Funções de Mistura: Gases Ideais.
Misturas Simples Descrição Termodinâmica das Misturas Outras Funções de Mistura: Gases Ideais. Demonstre que:

31 Exemplo: Energia de Gibbs da Mistura.
Misturas Simples Descrição Termodinâmica das Misturas Exemplo: Energia de Gibbs da Mistura. Um recipiente está dividido em dois compartimentos iguais. Um deles tem 1 mol de N2 e o outro 3,0 moles de H2, ambos a 25°C. Calcule a energia de Gibbs de mistura quando se remove a separação entre os dois compartimentos.

32 Exemplo: Energia de Gibbs da Mistura.
Misturas Simples Descrição Termodinâmica das Misturas Exemplo: Energia de Gibbs da Mistura. Um recipiente está dividido em dois compartimentos iguais. Um deles tem 1 mol de N2 e o outro 3,0 moles de H2, ambos a 25°C. Calcule a energia de Gibbs de mistura quando se remove a separação entre os dois compartimentos.

33 Fim da Parte 2 Misturas Simples Descrição Termodinâmica das Misturas

34 Energia de Gibbs da Mistura: Soluções Ideais.
Misturas Simples Descrição Termodinâmica das Misturas Energia de Gibbs da Mistura: Soluções Ideais. Como a energia de Gibbs de uma mistura líquida em equilíbrio varia com a composição? » Qual a equação de estado do líquido? » O potencial químico de uma substância na fase gasosa, em equilíbrio com o líquido, é igual ao potencial químico da substância na fase líquida.

35 Energia de Gibbs da Mistura: Soluções Ideais.
Misturas Simples Descrição Termodinâmica das Misturas Energia de Gibbs da Mistura: Soluções Ideais. Para uma substância pura A: Para uma substância A em uma mistura: Da combinação das equações (1) e (2) [(2)-(1)]: (1) (2)

36 Energia de Gibbs da Mistura: Soluções Ideais.
Misturas Simples Descrição Termodinâmica das Misturas Energia de Gibbs da Mistura: Soluções Ideais. Fato Experimental: Lei de Raoult. A pressão de vapor pA de uma substância A em uma mistura varia proporcionalmente com a sua composição xA na mistura. Nota #1: Misturas de componentes estruturalmente semelhantes seguem bem a Lei de Raoult. Exemplo: benzeno e metil-benzeno. Nota #2: Misturas que obedecem a Lei de Raoult em toda o intervalo de composição são chamadas de soluções ideais.

37 Energia de Gibbs da Mistura: Soluções Ideais.
Misturas Simples Descrição Termodinâmica das Misturas Energia de Gibbs da Mistura: Soluções Ideais. Fato Experimental: Lei de Raoult. [pA = xApA*][pB = xBpB*]

38 Energia de Gibbs da Mistura: Soluções Ideais.
Misturas Simples Descrição Termodinâmica das Misturas Energia de Gibbs da Mistura: Soluções Ideais. Fato Experimental: Lei de Raoult. [pA = xApA*][pB = xBpB*] » Desvios da idealidade: No caso de substâncias estruturalmente diferentes ocorrem desvios significativos. A lei é obedecida com aproximação crescente à medida que o componente em excesso (solvente) se aproxima da pureza.

39 Energia de Gibbs da Mistura: Soluções Ideais.
Misturas Simples Descrição Termodinâmica das Misturas Energia de Gibbs da Mistura: Soluções Ideais. A partir da Lei de Raoult, a equação para o potencial químico de uma substância em uma solução ideal é escrita como: » Nota: Esta equação pode ser utilizada como a definição de solução ideal, tornando a Lei de Raoult uma conseqüência. (Exemplo: pV = nRT  Leis de Boyle, Charles & Dalton) » Questão: E no caso de soluções reais?

40 Energia de Gibbs da Mistura: Soluções Ideais.
Misturas Simples Descrição Termodinâmica das Misturas Energia de Gibbs da Mistura: Soluções Ideais. » Soluções Ideais: Soluto e solvente seguem a Lei de Raoult. » Soluções Reais: Em baixas concentrações, a pressão de vapor pA do soluto A é proporcional a sua fração molar xA, mas a constante de proporcionalidade não é pA*: Lei de Henry.

41 Energia de Gibbs da Mistura: Soluções Ideais.
Misturas Simples Descrição Termodinâmica das Misturas Energia de Gibbs da Mistura: Soluções Ideais. » Soluções Ideais: Lei de Raoult. » Soluções Reais: Lei de Henry. Nota: Misturas nas quais o solvente segue a Lei de Raoult e o soluto segue a Lei de Henry são chamadas de soluções diluídas ideais.

42 Exemplo: Questão 6. Exemplo: Questão 7. Misturas Simples
Descrição Termodinâmica das Misturas Exemplo: Questão 6. A 310 K, as pressões parciais do vapor de uma substância B dissolvida em um líquido A são as seguintes: Mostre que a solução segue a lei de Henry sobre este intervalo de frações molares e calcule a constante KB. Exemplo: Questão 7. Com os dados do exercício anterior, estime a pressão parcial do vapor do componente B em equilíbrio com a sua solução em A quando a molalidade de B for 0,25 mol·kg­1. A massa molar de A é 74,1 g·mol­1. Resp.: 1,5x102 kPa. xB 0,010 0,015 0,020 pB (kPa) 82,0 123,5 166,1

43 Propriedades Coligativas:
Misturas Simples Propriedades Coligativas Propriedades Coligativas: Definição: Dependem do “conjunto” e não do “indivíduo”. » Exemplos: Em soluções diluídas as propriedades da mistura dependem apenas do número de partículas do soluto. Elevação Ebulioscópica (elevação do ponto de ebulição). Abaixamento Crioscópico (redução do ponto de congelamento). Pressão Osmótica (passagem de solvente por uma membrana). » Considerações: O soluto não é volátil. (Não contribui para o vapor da solução = solvente gasoso puro). O soluto não se dissolve no solvente sólido. (Separação no congelamento = solvente sólido puro).

44 Propriedades Coligativas: Aspectos Comuns.
Misturas Simples Propriedades Coligativas Propriedades Coligativas: Aspectos Comuns. As propriedades coligativas provêm da diminuição do potencial químico do solvente provocado pela presença do soluto:

45 Propriedades Coligativas: Elevação Ebulioscópica.
Misturas Simples Propriedades Coligativas Propriedades Coligativas: Elevação Ebulioscópica. Para uma mistura entre um solvente A e um soluto B: Como: Tem-se:

46 Propriedades Coligativas: Elevação Ebulioscópica.
Misturas Simples Propriedades Coligativas Propriedades Coligativas: Elevação Ebulioscópica. Para uma mistura entre um solvente A e um soluto B: No caso do solvente A puro: Da combinação das equações (1) e (2) [(1)-(2)]: (1) (2)

47 Propriedades Coligativas: Elevação Ebulioscópica.
Misturas Simples Propriedades Coligativas Propriedades Coligativas: Elevação Ebulioscópica. Se xB << 1  ln(1- xB) ≈ -xB: Assumindo que T ≈ T*:

48 Propriedades Coligativas: Elevação Ebulioscópica.
Misturas Simples Propriedades Coligativas Propriedades Coligativas: Elevação Ebulioscópica. Analogamente: onde: » Keb(A)f  Constante Ebulioscópica (do solvente A). » Kf(A)eb  Constante Crioscópica (do solvente A).

49 Propriedades Coligativas: Elevação Ebulioscópica.
Misturas Simples Propriedades Coligativas Propriedades Coligativas: Elevação Ebulioscópica. Analogamente: onde: » Keb(A)f  Constante Ebulioscópica (do solvente A). » Kf(A)eb  Constante Crioscópica (do solvente A).

50 Misturas Simples Propriedades Coligativas Exemplo: Questão 8. Calcule as constantes crioscópica e ebulioscópica do naftaleno (C10H8). Dados: Tfus = 354 K, ΔHfus = 18,80 kJ·mol­1, Teb = 491 K, ΔHeb = 51,51 kJ·mol­1. Resposta: K’f = 7,10 K·kg·mol­1, K’eb = 4,99 K·kg·mol­1. Exemplo: Questão 9. A pressão de vapor do 2-propanol (C3H8O) é 50,00 kPa a 338,8°C, mas cai a 49,62 kPa quando se dissolvem 8,69 g de um composto orgânico não volátil em 250 g de 2-propanol. Calcule a massa molar do composto. Resposta: 272 g·mol­1.

51 Fim da Parte 3 Misturas Simples Propriedades Coligativas

52 Propriedades Coligativas: Pressão Osmótica.
Misturas Simples Propriedades Coligativas Propriedades Coligativas: Pressão Osmótica. » Osmose: Passagem espontânea de um solvente puro para uma solução que está separada por uma membrana semipermeável. » Membrana Semipermeável: Separação permeável ao solvente mas impermeável ao soluto. Ex.: Parede impermeável a macromoléculas. » Pressão Osmótica (): Pressão que deve ser aplicada à solução para impedir o fluxo do solvente através da membrana semipermeável.

53 Propriedades Coligativas: Pressão Osmótica.
Misturas Simples Propriedades Coligativas Propriedades Coligativas: Pressão Osmótica.

54 Propriedades Coligativas: Pressão Osmótica.
Misturas Simples Propriedades Coligativas Propriedades Coligativas: Pressão Osmótica. Para o solvente A puro e na solução, tem-se, respectivamente: No equilíbrio: Dependência do potencial químico  com a pressão: Portanto:

55 Propriedades Coligativas: Pressão Osmótica.
Misturas Simples Propriedades Coligativas Propriedades Coligativas: Pressão Osmótica. No caso de soluções diluídas: Portanto, pode-se escrever: Como nAVm é o volume VA do solvente, tem-se:

56 Propriedades Coligativas: Pressão Osmótica.
Misturas Simples Propriedades Coligativas Propriedades Coligativas: Pressão Osmótica. » O efeito da pressão osmótica é de fácil medição, sendo utilizado na determinação de massas molares de macromoléculas. » No entanto, nestes casos, as soluções obtidas não são ideais! Admitindo-se que a equação de van’t Hoff seja o primeiro termo de uma expansão do tipo virial:

57 Exemplo: Pressão Osmótica.
Misturas Simples Propriedades Coligativas Exemplo: Pressão Osmótica. As pressões osmóticas de soluções de cloreto de polivinila (PVC) em dicloroexanona, a 298 K, são dadas na tabela abaixo. As pressões estão dadas pela altura da coluna da solução ( = 0,980 g·cm­3, g = 9,81 m·s­2), e as concentrações em massa de PVC por volume de solução. Determine a massa molar do polímero. c (g·L­1) 1,00 2,00 4,00 7,00 9,00 h (cm) 0,28 0,71 2,01 5,10 8,00

58 Exemplo: Pressão Osmótica.
Misturas Simples Propriedades Coligativas Exemplo: Pressão Osmótica. As pressões osmóticas de soluções de cloreto de polivinila (PVC) em dicloroexanona, a 298 K, são dadas na tabela abaixo. As pressões estão dadas pela altura da coluna da solução ( = 0,980 g·cm­3, g = 9,81 m·s­2), e as concentrações em massa de PVC por volume de solução. Determine a massa molar do polímero. c (g·L­1) 1,00 2,00 4,00 7,00 9,00 h (cm) 0,28 0,71 2,01 5,10 8,00

59 Exemplo: Pressão Osmótica.
Misturas Simples Propriedades Coligativas Exemplo: Pressão Osmótica. As pressões osmóticas de soluções de cloreto de polivinila (PVC) em dicloroexanona, a 298 K, são dadas na tabela abaixo. As pressões estão dadas pela altura da coluna da solução ( = 0,980 g·cm­3, g = 9,81 m·s­2), e as concentrações em massa de PVC por volume de solução. Determine a massa molar do polímero. c (g·L­1) 1,00 2,00 4,00 7,00 9,00 h (cm) 0,28 0,71 2,01 5,10 8,00

60 Exemplo: Questão 10. Exemplo: Questão 11. Misturas Simples
Propriedades Coligativas Exemplo: Questão 10. A adição de 5,00 g de um composto a 250 g de naftaleno (C10H8) provocou um abaixamento crioscópico de 0,780 K. Calcule a massa molar do composto. Dado: Kf = 55,42 K (7,10 K·kg·mol­1). Resposta: M = 182 g·mol­1. Exemplo: Questão 11. A pressão osmótica de uma solução aquosa, a 288 K, é 99,0 kPa. Calcule o ponto de congelamento da solução. Dados: K’f(H2O) = 1,86 K·kg·mol­1,  ≈ 1,00 g·mL­1. Resposta: -0,077°C.

61 Misturas Simples Descrição Termodinâmica das Misturas Atividade do Gás: Objetivo: Preservar a forma das equações obtidas para casos ideais. Ex.:

62 Atividade do Solvente:
Misturas Simples Descrição Termodinâmica das Misturas Atividade do Solvente: Objetivo: Preservar a forma da equação de  do solvente: Para um solvente ideal (Lei de Raoult): Para um solvente real:

63 Misturas Simples Descrição Termodinâmica das Misturas Atividade do Soluto: Objetivo: Preservar a forma da equação de  do soluto: Para um soluto ideal (Lei de Henry): Para um soluto real:

64 Fim da Parte 4 Misturas Simples Descrição Termodinâmica das Misturas

65 Exemplo: Questão 12. Misturas Simples
Exercícios Adicionais Exemplo: Questão 12. Um recipiente de 250 mL está dividido em dois compartimentos de tamanhos iguais. O da esquerda contém argônio a 100 kPa e 0°C. O da direita contém neônio 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. Resposta: ΔGmis = -17,3 J, ΔSmis = +6,34,10­2 J·K­1.

66 Exemplo: Questão 13. Misturas Simples
Exercícios Adicionais Exemplo: Questão 13. Calcule a energia de Gibbs, a entalpia e a entropia na misturação de 1,00 mol de C6H14 (hexano) com 1,00 mol de C7H16 (heptano), a K. Admita que a solução resultante seja ideal. Resposta: ΔGmis = -3,43 kJ, ΔHmis = 0 J, ΔSmis = +11,5 J·K­1.

67 Exemplo: Questão 14. Misturas Simples
Exercícios Adicionais Exemplo: Questão 14. Que proporções de benzeno (C6H6) e etilbenzeno (C8H11) se devem misturar (a) em fração molar e (b) em massa para que a entropia de mistura seja máxima? Resposta: (a) nB/nE = 1, (b) mB/mE = 0,7358.

68 Exemplo: Questão 15. Misturas Simples
Exercícios Adicionais Exemplo: Questão 15. As frações molares de N2 e O2 no ar atmosférico no nível do mar são, aproximadamente, 0,78 e 0,21. Calcule as molalidades do nitrogênio e do oxigênio na solução formada em um vaso aberto, cheio com água, a 25°C. Dados: KN2 = 85,7x103 atm, KO2 = 43,4x103 atm. Resposta: bN2 = 0,51 mmol·kg­1, bO2 = 0,27 mmol·kg­1.

69 Exemplo: Questão 16. Misturas Simples
Exercícios Adicionais Exemplo: Questão 16. Uma unidade para gaseificar água de uso doméstico proporciona dióxido de carbono sob pressão de 2,0 atm. Estime a molaridade do gás na água gaseificada. Dados: KCO2 = 1,6x103 atm. Resposta: [CO2] = 0,067 mol·L­1.

70 Exemplo: Questão 17. Misturas Simples
Exercícios Adicionais Exemplo: Questão 17. Calcule o ponto de congelamento da água em um copo de 200 cm3 contendo 10 g de glicose (C6H12O6) dissolvidos. Dado: K’f(H2O) = 1,86 K·kg·mol­1,  ≈ 1,00 g·mL­1. Resposta: TH2O = -0,52°C.

71 Exemplo: Questão 18. Misturas Simples
Exercícios Adicionais Exemplo: Questão 18. A 293 K se tem p*H2O = 0,02308 atm e pH2O = 0,02239 atm em uma solução que tem 0,122 kg de um soluto não-volátil, cuja massa molar é M = 241 g·mol­1, dissolvido em 0,920 kg de água. Calcule a atividade e o coeficiente de atividade da água na solução. Resposta: a = 0,970,  = 0,980.

72 Exemplo: Questão 19. Misturas Simples
Exercícios Adicionais Exemplo: Questão 19. O benzeno (B) e o tolueno (T) formam soluções quase ideais. O ponto de ebulição do benzeno puro é 80,1°C. (a) Calcule a diferença do potencial químico do benzeno em relação ao do benzeno puro quando xB =0,30 no ponto de ebulição. (b) Se o coeficiente de atividade do benzeno nesta solução fosse, na realidade, igual a 0,93 e não igual a 1,00, qual seria a pressão de vapor do benzeno? Resposta: (a) -3,54 kJ·mol­1, (b) 212 torr.

73 Exemplo: Questão 20. Misturas Simples
Exercícios Adicionais Exemplo: Questão 20. A medida das composições das fases líquida e gasosa, em equilíbrio, de uma solução binária a 30°C, sob pressão de 1,00 atm, mostrou que xA = 0,220 (fração molar de A no líquido) quando yA = 0,314 (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* = 73,0 kPa e pB* = 92,1 kPa. Resposta: aA = 0,436, aB = 0,755, A = 1,98 e B = 0,968.

74 Misturas Simples Exercícios Adicionais Fim da Parte 5 Misturas Simples

75 Fim do Capítulo 2 Misturas Simples