A arsina, AsHX3\ce{AsH3}, é um composto muito tóxico usado na indústria eletrônica para produção de semicondutores.

A pressão de vapor da arsina é 38 Torr\pu{38 Torr} em −103 °C\pu{-103 \degree C} e 266 Torr\pu{266 Torr} em −73 °C\pu{-73 \degree C}.

  1. Determine a entalpia padrão de vaporização do AsHX3\ce{AsH3}.

  2. Determine a entropia padrão de vaporização do AsHX3\ce{AsH3}.

  3. Determine o ponto de ebulição normal do AsHX3\ce{AsH3}.

Gabarito 3D.27
Etapa 1. Cálculo da entalpia de vaporização:

ln⁡P2P1=ΔHvapR(1T2−1T1)\ln \frac{P_2}{P_1}=\frac{\Delta H_{vap}}{R}( \frac{1}{T_{2}}- \frac{1}{T_{1}}) ln⁡23535=−ΔHvap8,3(1200−1170)\ln \frac{235}{35}=-\frac{\Delta H_{vap}}{8,3}(\frac{1}{200} -\frac{1}{170}) ΔHvap=18 kJ mol−1\boxed{\Delta H_{vap}=18\,kJ\,mol^{-1}}

Etapa 2. Cálculo da entropia de vaporização:

ΔG=ΔH−T⋅ΔS\Delta G=\Delta H -T \cdot \Delta S −nRT1ln⁡ P1760 Torr=ΔH−T1ΔS-nRT_{1}\ln\,\frac{P_1}{760\,Torr}=\Delta H-T_{1}\Delta S −1⋅8,3⋅170⋅ln⁡38760=18000−170⋅ΔS-1\cdot8,3\cdot 170\cdot\ln \frac{38}{760}=18000-170\cdot \Delta S ΔSvap=81 J mol−1 K−1\boxed{\Delta S_{vap}=81\,J\,mol^{-1}\,K ^{-1}}

Etapa 3. Cálculo do ponto de ebulição normal (P=760 Torr):

Teb=ΔHΔS T_\mathrm{eb} = \dfrac{\Delta H}{\Delta S} Teb=222 K\boxed{T_{eb}=222\,K}