A ENTALPIA E ENTROPIA MÉDIAS DE VAPORIZAÇÃO DE UM LÍQUIDO
Por: LUANA2021 • 25/8/2019 • Trabalho acadêmico • 2.486 Palavras (10 Páginas) • 263 Visualizações
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE PONTA GROSSA
SETOR DE CIÊNCIAS EXATAS E NATURAIS
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA
FÍSICO-QUÍMICA EXPERIMENTAL
EXPERIMENTO 8 – ENTALPIA E ENTROPIA MÉDIAS DE VAPORIZAÇÃO DE UM LÍQUIDO
Brenna Pereira Ra: 16420307
Luana Gonçalves Ra: 17083607
Milena P. da Luz Ra: 17493607
PONTA GROSSA
2019
- Objetivos
Determinar a entalpia e a entropia médias de vaporização de um líquido, através de medidas de pressão de vapor em diferentes temperaturas, utilizando graficamente, a lei de Clasius-Clapeyron.
- Introdução
Uma substancia simples pode existir em diferentes fases, isto é, diferentes formas físicas. As fases de uma substância incluem as formas solido, liquido e gás, e as diferentes formas de sólido, como as fases diamante e grafita do carbono. A conversão de uma substância de uma fase em outra, como a fusão do gelo, a vaporização da agua ou a conversão da grafita em diamante, é chamada de transição de fase. [2]
Quando um líquido é colocado em um recipiente fechado e sob vácuo, suas moléculas escapam da fase líquida para a fase gasosa até que se atinja um equilíbrio a uma dada temperatura. Esse equilíbrio é dinâmico, com moléculas passando do estado vapor ao estado líquido e vice-versa. A pressão de vapor é definida como a pressão exercida por esse vapor em equilíbrio com o líquido a essa dada temperatura.
A pressão de vapor e a temperatura são diretamente proporcionais de modo que, com o aumento da temperatura, há maior quantidade de energia disponível para romper as forças que sustentam as moléculas unidas no estado líquido. Como consequência, haverá maior quantidade de vapor no recipiente, que se traduz no aumento da pressão de vapor. [4]
A relação de dependência entre a pressão de vapor e a temperatura pode ser representada por meio da Equação de Clausius-Clapeyron.
[pic 1] | (1) |
Onde as variações correspondem a um mol da substância durante o processo de vaporização. Integrando equação e considerando-se que ∆Vvap≈Vgás= RT/p, tem-se:
[pic 2] | (2) |
Através da equação universal do gás ideal pode-se calcular o numero de mols de ar seco aprisionado na proveta. Assume-se que, na temperatura mínima, a pressão de vapor de água é desprezível (e, consequentemente o número de mols de agua como vapor), comparada à pressão do ar seco nessa temperatura. Considera-se a pressão do ar aprisionado igual à pressão atmosférica local no momento do experimento, desprezando a pequena diferença devido ao desnível existente ente a água dentro e fora da proveta.
- Equação universal dos gases
[pic 3] | (3) |
Para cada temperatura, calcula-se a pressão parcial de ar seco na mistura gasosa (pela equação 3), utilizando o numero de mols de ar seco previamente calculados à temperatura mais baixa e, a partir desse resultado, encontra-se a pressão de vapor de água, usando a equação (4) da Lei de Dalton de soma da Pressões Parciais. [1] A lei de Dalton implica que a pressão total de um gás é o resultado do choque das moléculas contra as paredes do recipiente. Os choques ocorrem com todas as moléculas da mistura. Essas colisões são independentes umas das outras, então a pressão resultante final é a soma das pressões individuais. [2]
A pressão do topo da proveta (ptopo da proveta) será sempre igual à pressão atmosférica local, já que é desprezado o desnível da água dentro e fora da proveta. [1]
[pic 4] | (4) |
- Procedimento experimental
- Materiais necessários
- Béquer de 500 mL
- Termômetro
- Suporte universal, anel e garras
- Proveta de 10,0 mL
- Cuba e gelo (água destilada)
- Água destilada deareada
- Bastão de vidro
- Tela de amianto e bico de gás
- [pic 5]Parte experimental
Colocou-se em um béquer de 500mL cerca de 400mL de água destilada deaerada e o montou sobre um sistema de aquecimento com bico de gás. Encheu-se um proveta de 10mL até 3/4 de sua altura com água e cobriu-se o topo da proveta com o dedo e a inverteu lentamente no béquer, procurando não deixar gotas de água nas paredes internas da proveta. Uma amostra de 3 a 4 mL de ar ficou aprisionada no interior da proveta, deixando-o cercado externamente pela água do béquer a fim de manter a sua temperatura igual a da água. Firmou-se, com garras, a proveta dentro do béquer e colocou-se um termômetro. Aqueceu-se o sistema até cerca de 80 °C, agitando cuidadosamente com um bastão de vitro para homogeneizar a temperatura. Observou-se e anotou-se o volume de ar aprisionado na proveta. Quando o volume de ar expandiu-se além da escala da proveta, removeu-se o aquecimento e deixou-se o baixar a temperatura, mantendo sempre a agitação. Fez-se medidas de temperaturas a intervalos de aproximadamente 5 °C, até 50 C, lendo e anotando-se de ar aprisionado a cada medida. Após a temperatura atingir 50 °C, esfriou-se a água de dentro do béquer rapidamente pela adição de gelo de água destilada, de forma onde a sua temperatura ficou entre 3 e 5 °C. Registrou-se o volume do gás (ar) e a temperatura da água.
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