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.