Gabarito da 1 Avaliao de Fsico-Qumica I 2013Nome:________________________________________________________________________Data: Prof. Ricardo Mercadante.

Observaes: todos os valores numricos devem vir acompanhados de suas unidades quando no forem adimensionais. Respostas com diferena superior ou inferior a 10% do valor real sero consideradas erradas. Todas as respostas numricas devero ser dadas com apenas duas casas decimais, essas respostas devem ser aproximadas, jamais truncadas. obrigatrio o aluno fazer a anlise dimensional nos problemas que se fizer necessrio. A organizao tambm ser considerada na avaliao. As respostas no devem ser escritas a lpis e nem apresentarem rasuras, para segurana em eventuais pedidos de reviso de questes. Qualquer informao que o aluno precise para a resoluo da prova consultar o professor. A prova individual e sem consulta. Quando for o caso, as unidades devem estar no S.I..

Questes1 (1.9 B. Chu) Calcular o volume ocupado por um mol de oxignio a 127 C e 80 atm de presso usando:a) A equao de Van der Waals.

Sabendo que: a = 1,56.L2.atm.mol-2, b = 0,033 L.mol-1, Tc = 180,7 K, Vc = 0,0932 L.mol-1, Pc = 76,4 atm e .Proposio de soluoPrimeiramente a converso dos dados fornecidos pelo problema:127 C = 400,15 K80 atm = 8,08 x 106 Pa0,0318 L = 3,18 x 10-5 m30,0744 L = 7,44 x 10-5 m31,56 L2 = 1,56 x 10-6 m61,56 x 10-6 atm = 1,56 x 10-1 Pa.m6.mol-2 76,4 atm =7,72 x 106 Pa0,033 L mol-1 = 3,30 x 10-5 m3

Para ter-se um valor estimado do volume precisamos utilizar os dados fornecidos no problema e calcular o volume estimado pela equao de estado dos gases ideais, tem-se:

a) Utilizando a equao de Van der Waals na forma:

, substituindo os valores do problema e reorganizando a mesma:

Para resolver essa expresso usaremos o mtodo de Newton-Raphson:

Usando como o valor encontrado como gs ideal tem-se para a primeira aproximao:

Segunda aproximao:

Terceira aproximao:

Como no ocorreu variao no valor com a aproximao de duas casas ento esse pode ser considerado um resultado aceitvel para a equao de Van der Waals.

Resposta: segundo as informaes fornecidas pelo problema tem-se que o volume final calculado para um gs de Van der Waals de 2 (1.4 B. Chu) Calcular a densidade do vapor de gua em seu ponto de ebulio estando a uma presso de uma atmosfera?Proposio de soluo

A densidade dada por .

Da lei dos gases ideais tem-se que e , logo:

, reorganizando:

ou ainda Reorganizando essa ltima expresso:

, substituindo os valores do problema:

3 (1.2 B. Chu) Um recipiente ocupado por x moles de um gs A e y de um gs B a uma presso P. adicionado, a este recipiente, z moles de um gs C, mantendo volume e temperatura constante. Quais sero as fraes molares e as presses parciais de cada um dos componentes aps a adio do gs C?Proposio de soluo

A frao molar pode ser definida como: Pelos dados fornecidos pelo problema tem-se que aps adicionar o dixido de carbono:

,,Sendo que:

ePela lei de Dalton das presses parciais tem-se que:

Tratando a mistura de gases como ideal tem-se:

Mantida a temperatura e o volume constante, no ir se alterar com o acrscimo do gs C, ou seja, .Para encontrar a presso total aps o acrscimo do gs C:

Agora, com as fraes molares e a presso total aps o acrscimo do gs C, utiliza-se a expresso para lei de Dalton das presses parciais para encontrar as presses parciais de cada um dos gases:

, e como , tem-se que:

, logo:

, ou seja, .Repetindo o mesmo processo para o gs B e o gs C tem-se:

e , respectivamente.Desta forma, tem-se que a presso parcial de um dado gs em uma mistura de gases ideais dado pelo produto do nmero de moles deste gs pela temperatura do sistema e pela constante dos gases universais dividido pelo volume do sistema.

4 (1.1 B. Chu) Um litro de gs com uma presso de 3 atm e 4 litros de um gs B com presso de 5 atm se misturam em um recipiente de 8 litros para formar uma mistura.a) Calcular a presso final da mistura gasosa se as temperaturas inicial e final so iguais.Proposio de soluoFazendo as converses dos valores fornecidos no problema para o S.I.:

Como e , tem-se:

e

e

Pela lei das presses parciais de Dalton: O nmero de mis de A e B permanecem constante durante o processo, logo:

eAssim, a presso total dada por:

b) Qual a massa molecular mdia da mistura se a massa total de A e B de 47 g e os gases se misturam em uma temperatura de 80 C.Proposio de soluo

A lei dos gases ideais fornece: e a massa molar mdia dada por: .Tem-se ento que:

, onde , logo:

Substituindo na expresso dos gases ideais:

Substituindo os valores do problema:

c) Supondo que a temperatura do gs A seja 40 C e a do gs B seja 170 C e a temperatura da mistura seja 600 C, calcular a presso total da mistura gasosa.Proposio de soluoAntes da mistura tem-se que:

e . Aps a mistura tem-se que: