( 20 pontos) Um sistema contém
de água, a
e 1 atm . Duas porções de mesma massa de glicose anidra (sem presença de água) são adicionadas ao sistema, mantendo fixas a pressão e a temperatura, observando-se que:
i) após a adição da porção de glicose 1: o sólido se dissolve totalmente no líquido formando uma mistura 1. ii) após a adição da porção de glicose 2: o sólido se dissolve parcialmente no líquido formando uma mistura 2 contendo um corpo de fundo.
Pede-se:
(a) ( 10 pontos) Como se comparam, em magnitude, os potenciais químicos da glicose na solução da mistura
e no sólido não dissolvido
?
(b) (10 pontos) Escreva a condição de equilíbrio de fases para a mistura 2.
i) após a adição da porção de glicose 1: o sólido se dissolve totalmente no líquido formando uma mistura 1. ii) após a adição da porção de glicose 2: o sólido se dissolve parcialmente no líquido formando uma mistura 2 contendo um corpo de fundo.
Pede-se:
(a) ( 10 pontos) Como se comparam, em magnitude, os potenciais químicos da glicose na solução da mistura
(b) (10 pontos) Escreva a condição de equilíbrio de fases para a mistura 2.
Passo 1
O enunciado descreve um sistema isobárico e isotérmico (água a
, 1 atm) no qual são adicionadas duas porções iguais de glicose anidra. Na mistura 1 toda a glicose dissolve, indicando solução ainda insaturada, e na mistura 2 forma-se solução saturada com fase sólida em equilíbrio. Pede-se comparar os potenciais químicos da glicose na solução da mistura 1 (
) e no sólido não dissolvido (
) e escrever a condição de equilíbrio de fases para a mistura 2.
Passo 2
Para dissolução espontânea, a variação de energia livre de Gibbs a
constantes é
A dissolução ocorre se
, ou seja
Em equilíbrio entre a fase sólida pura e a solução saturada deve valer
Passo 3
Na mistura 1 toda a glicose dissolveu e a solução permanece insaturada, o que só é possível enquanto
Passo 4
Na mistura 2 coexistem glicose sólida e solução saturada em equilíbrio de fases, portanto
Resposta
(a)
(b)
(b)