UNIVERSIDADE FEDERAL DE JUIZ DE FORAINSTITUTO DE CINCIAS EXATASDEPARTAMENTO DE QUMICAQUI134 LABORATRIO DE TERMODINMICA E CINTICA
Presso de Vapor de Lquidos
Introduo
O Equilbrio entre duas fases atingido quando a velocidade de converso entreelas igual nas duas direes.
As velocidades so iguais quando a energia de Gibbs molar (G m) da substncia a mesma nas duas fases.
Presso de vapor de lquidos
Quando o equilbrio atingido, a presso exercida pelo vapor chamada de presso de vapor.
A Presso de vapor de um lquido varia com a temperatura.
No equilbrio o potencial qumico do lquido ( l) igual ao potencialqumico do vapor (v).
Ento:
l (T,p) = v (T,p)
=
(4) (1)
(2) (3)
A resoluo dessa equao leva equao da curva de equilbrio. dl (T,p) = dv (T,p)
d (T,p) = Vm dp - SmdT
Substituindo (3) em (2) temos a equao de Clapeyron:
=
p
(4)
(5)
I
Integrando a equao (5) temos a equao da curva:
= (6)
Objetivo Medir a entalpia de vaporizao (Hv) do etanol com o uso de um isotensiscpio.
Procedimento Experimental
Aquecemos a gua do Bequr at aproximadamente 80C na presso ambiente (692 mm Hg) e medimos a temperatura quando os nveis nos reservatrios B e C se igualaram.
Imagem 2: Esquema de um Isotensiscpio
Depois para diminuir a presso interna do sistema ligamos uma bomba de vcuo. Tentamos diminuir a presso em 20 mm Hg aproximadamente. Quando os nveis B e C se igualaram anotamos a temperatura correspondente no Quadro 1.
Repetimos o procedimento acima 8 vezes, sempre diminuindo a presso em aproximadamente 20 mm Hg da presso anterior. Anotamos todas as temperaturas no Quadro 1.
Resultados
Quadro 1: Dados experimentais da Presso de vapor em funo da temperaturah/mm Hg 0 30 55 74 95 118 136 153 174 194
T/C72,572,071,069,568,066,565,564,563,061,5
P/mm Hg 692 662 637 618 597 574 556 539 518 498
Grfico1: ln(P) x
6.6
6.5
6.4
6.3
6.2
6.1
6
f(x) = - 3245.35x + 15.9
Ln(p) em mmHg
N=10R= -0,99511 SD=0,01129A = (-3245,34501113,90827)B = (15,90 4170,33454)Y = - 3245,35 X + 15,90
0 0 0 0 0 0 0
1/T em K
Equao do ajuste da reta:
ln(p) = (-3,2 0,1 )10 + (15,90 0,33)
Atravs da equao (6) e da equao (7) obtemos a Entalpia de vaporizao:
= -3245,35
Hv = 3245,35 R
Hv = 26983,36 J/mol
Hv = 26,98 KJ/mol
(7)
A Temperatura de ebulio normal tambm foi calculada pela equao (7):
O ponto de ebulio normal de um lquido a temperatura na qual sua presso de vapor igual a 1atm.
1atm = 760 mmHg
ln(760) = (- 3245,35 / T) + 15,90
-9,27 = -3245,35 / T .: T = 350,09 K .: T = 76,94 C
Concluso
Neste experimento calculamos a entalpia de vaporizao (Hv) atravs dosvalores da presso de vapor em funo da temperatura. Foi visto que a entalpia obtida pelo coeficiente angular da equao da reta (7).
O valor encontrado para a entalpia de vaporizao foi de:
Hv = 26,98 kJ/mol
E o valor esperado como visto da tabela 1 de:
Hv = 38,6 kJ/mol
Tabela 1
O valor encontrado 30% menor do que o valor da literatura, tal erro pode ter sidoocasionado pelas visualizaes do termmetro, isotensiscpio e coluna de mercrio.Apesar do resultado no estar dentro da margem de erro aceitvel, tal medida ficou namesma ordem de grandeza da literatura.
Bibliografia P.W. Atkins, Fsico-Qumica, 8 Edio, LTC Editora,2006, Rio de Janeiro. Vol 1Brown, T L.; H. E.; Bursten, B. E; Burdge, J. R. Qumica, a cincia central, 9 edio. SoPaulo: Pearson Prentice Hall, 2005.