Nível II

Considere uma aparelhagem constituída por dois balões, 1 e 2, com capacidade de $\pu{1 L}$ , inicialmente evacuados e conectados por uma válvula.

Inicialmente, os balões evacuados, a válvula é fechada e $\pu{1,5 g}$ de dietil-éter, $\ce{C2H5OC2H5}$ , são admitidos no balão $\ce{A}$ .

A pressão de vapor do dietil-éter é $\pu{57 Torr}$ em $\pu{-45 \degree C}$ , $\pu{185 Torr}$ em $\pu{0 \degree C}$ , $\pu{534 Torr}$ em $\pu{25 \degree C}$ , e desprezível abaixo de $\pu{-86 \degree C}$ .

Determine a pressão no balão 1 quando a válvula permanece fechada e a temperatura do aparelho é mantida em $\pu{-45 \degree C}$ .
Determine a pressão no balão 1 quando a válvula permanece fechada e a temperatura do aparelho é mantida em $\pu{25 \degree C}$ .
Determine a pressão no balão 1 quando a válvula é aberta e a temperatura do aparelho é mantida em $\pu{-45 \degree C}$ .
Explique o que ocorre no aparelho quando o balão 1 é mantido em $\pu{-45 \degree C}$ e o balão 2 é resfriado a $\pu{-196 \degree C}$ com nitrogênio líquido.

Gabarito 3D.26

Etapa 1. Cálculo do número de mols de dietil-éter.

$n=\frac{m}{M}$ $n_{0}=\frac{1,5\,g}{74\,g\,mol^{-1}}=0,02027\,mol$

Etapa 2. (a) Cálculo do número de mols necessário para atingir a pressão máxima de vapor.

$n=\frac{PV}{RT}$ $n_{a}=\frac{(57\,Torr)\cdot(1\,L)}{62,4\,\frac{Torr\,L}{mol\,L}\,228\,K}$ $n_{a}=0,004\,mol$ Como $n_{0}>n_{a}$ , é possível atingir a máxima pressão de vapor, logo: $P_{a}=P^{*}_{\text{dietil-éter,-45°C}}=\boxed{57\,Torr}$

Etapa 3. (b) Cálculo do número de mols necessário para atingir a pressão máxima de vapor.

$n=\frac{PV}{RT}$ $n_{b}=\frac{(534\,Torr)\cdot(1\,L)}{62,4\,\frac{Torr\,L}{mol\,L}\,298\,K}$ $n_{a}=0,028\,mol$ Como $n_{0}<n_{b}$ , não é possível atingir a máxima pressão de vapor, então iremos calcular a pressão usando PV=nRT Cálculo da pressão no balão A: $P=\frac{nRT}{V}$ $P_{b}=\frac{(0,02027\,mol)\,62,4\frac{Torr\,L}{mol\,K}\,298\,K}{1\,L}$ $\boxed{P_{b}=377\,Torr}$

Etapa 4. (c) Cálculo do número de mols necessário para atingir a pressão máxima de vapor:

$n=\frac{PV}{RT}$ $n_{c}=\frac{(57\,Torr)\cdot(2\,L)}{62,4\,\frac{Torr\,L}{mol\,L}\,228\,K}$ $n_{c}=0,008\,mol$

Como $n_{0}>n_{c}$ , é possível atingir a máxima pressão de vapor, logo: $P_{c}=P^{*}_{\text{dietil-éter,-45°C}}=\boxed{57\,Torr}$

Etapa 5. (d)

Todo o vapor de A irá condensar em B