DETERMINAÇÃO DA ENTALPIA DE VAPORIZAÇÃO DO TETRACLORETO DE CARBONO

RESOLUÇÃO DO TRABALHO DE TERMODINAMICA II

DETERMINAÇÃO DA ENTALPIA DE VAPORIZAÇÃO DO TETRACLORETO DE CARBONO

ALUNO: Evanildo Francisco de Sousa Junior

MATRÍCULA: 11228360 - Engenharia Química 27/06/2014

Questão 1

Os métodos mais utilizados para a determinação de pressões de vapor – líquido são Cromatografia Gasosa (CG) e o método isoteniscópio.

O método isoteniscópio apresenta vantagens quando refere-se a rapidez das análises, quantidade e repetitividade das amostras. Já a Cromatografia Gasosa é aplicável em misturas cujos pontos de ebulição sejam aproximadamente de 300°C e que as mesmas sejam termicamente estáveis.

Questão 2

1ª  O líquido é colocado em um recipiente e então é aquecido até atingir uma determinada temperatura.

2ª  Faz-se o vácuo parcial no recipiente até que seja perceptível o equilíbrio Liquido/Vapor no tubo, que encontra-se acoplado, e possui formato característico U.

3ª  Então a pressão de vapor no equilíbrio é medida num manômetro de mercúrio. A pressão do manômetro será igual a pressão de vapor subtraída da atmosfera.

Questão 3

Dedução da Equação de Clausius- Clapeyron

Sabendo que a entropia de vaporização está relacionada com a entalpia de vaporização, temos a seguinte relação:

∆_vap=(∆_vap H)/T

Logo, a equação para uma curva de equilíbrio Liquido/Vapor será expressa por:

dp/dT=(∆_vap H)/(∆_vap V)

Nota-se que o volume molar de um gás é muito maior que o volume molar de um liquido. Então o volume de vaporização será:

∆_vap V=〖Vm〗_g-〖Vm〗_l

Diante do exposto, conclui-se que o volume de vaporização será aproximadamente igual ao volume do gás. Então:

dp/dT=(∆_vap H)/(T.〖Vm〗_g )

Considerando como uma boa aproximação, iremos considerar o gás como sendo perfeito. Veja:

dp/dT=(∆_vap H)/(T.(RT⁄P))=(p.∆_vap H)/(RT^2 )

Sabe-se que: dp/p=d lnp, assim após dividirmos ambos os lados por p, obtemos a equação de Clausius- Clapeyron. Logo:

(dln p)/p=(∆_vap H)/(RT^2 )

Tendo em vista que a equação a cima citada é usada para determinar os coeficientes angulares das curvas do logaritmo da pressão de vapor em função da temperatura. Podemos integrar ambas as partes da equação e então obter uma expressão que forneça a própria pressão de vaporização. Para efetuarmos os cálculos seguintes, admitiremos que a pressão de vapor seja p a uma temperatura T e que seja p’ a uma temperatura T’.

Logo:

∫_p^p'▒〖dln p= ∫_T^T'▒〖(∆_vap H)/(RT^2 ) dT〗〗

ln P'/p= (∆_vap H)/R ∫_T^T'▒〖1/T^2 dT〗

ln P'/p= (∆_vap H)/R (1/T-1/T')

A equação final acima é chamada de equação de Clausius-Clapeyron.

Questão 4

Tabela I

Gráfico I

Os valores da temperatura em Celsius foram escolhidos aleatoriamente. A partir do gráfico e dos valores exposto na tabela I, pode-se calcular o intercepto (b) e a inclinação (a).

Temos: b = 17,78675645 e a = -3901,561915

Com esses dados obtemos a equação da reta: y=-3901,6.x+17,8

Para calcular a entalpia de vaporização, iremos utilizar a seguinte expressão, fazendo as devidas aproximações:

ln⁡〖P_vap 〗=(-(-∆vapH)/R) 1/T+C

Onde:

m=(-(-∆vapH)/R)

y=ln⁡〖P_vap 〗

x=1/T

b=C

Teremos:

m= (-∆vapH)/R

〖-∆〗_vap H=m.R

∆_vap H=32,44 KJ〖mol〗^(-1)

Questão 5

Pode-se obter a entropia de vaporização de vaporização (∆_vap S) através da seguinte relação:

∆_vap S=(∆_vap H)/T

A temperatura que será utilizada para fazer os cálculos, será a de ebulição:

T = 76,05 °C  T = 349,65 K

∆_vap H = 32437,90 J. 〖mol〗^(-1)

∆_vap S=92,77 JK^(-1) 〖mol〗^(-1)

Questão 6

Na parte de cima da reta a substância encontra-se na fase Gasosa e na parte debaixo encontra-se no estado Líquido.

Valores encontrados na

Literatura Valores obtidos

Experimentalmente Erro Experimental

∆_vap H 32,40 KJmol^(-1) 32,44 KJmol^(-1) 0,12%

∆_vap S 85,8 JK^(-1) mol^(-1) 92,77 JK^(-1) mol^(-1) 8,12%

Questão 7

As seguintes comparações serão expressas na Tabela II

Tabela II

O erro experimental é calculado da seguinte maneira:

Erro Experimental = (1-(Valores Exp.)/(Valores Literatura))x 100%

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

ATKINS,