Calcule o ponto de ebulição do benzeno dado que sua pressão de vapor é 20 kPa a 35^circ C e 50,0 kPa a 58,8^circ C.

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente precisa calcular o ponto de ebulição do benzeno. A matéria envolvida aqui é termodinâmica, especificamente o estudo das pressões de vapor e como elas se relacionam com a temperatura. Para isso, vamos usar a equação de Clausius-Clapeyron, que vai nos ajudar a relacionar as temperaturas e pressões fornecidas e encontrar o ponto de ebulição que queremos.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar a equação de Clausius-Clapeyron. Ela descreve como a pressão de vapor de uma substância muda com a temperatura. A equação é:
ln(P2P1) = -De
Onde:
  • e são as pressões de vapor em temperaturas e , respectivamente.
  • é a entalpia de vaporização.
  • é a constante dos gases ( ).
  • está em Kelvin.

Passo 3

Vamos organizar os dados que temos:
  • T(K) = T(°C) + 273,15 a T1 = 35 + 273,15 = 308,15 , K
  • T2 = 58,8 + 273,15 = 331,95 , K a
Antes de tudo, precisamos converter as temperaturas de Celsius para Kelvin:
Então:

Passo 4

Vamos usar a equação de Clausius-Clapeyron para encontrar a entalpia de vaporização De. Rearranjando a equação:
ln(5020) = ln(2,5) approx 0,9163
Substituindo os valores:
1331,95 - 1308,15 approx 0,003013 - 0,003246 = -0,000233 , K^-1
De
Então:
A entalpia de vaporização está aproximadamente em .

Passo 5

Agora que temos ln(101,320) = -32.675 times 10^38,314 (1Tebulição - 1308,15) , vamos encontrar a temperatura de ebulição do benzeno a uma pressão padrão, geralmente ln(5,065) approx 1,623 . Usando novamente a equação de Clausius-Clapeyron:
-32.675 times 10^38,314 approx -3928,3 çã
Calculando:
1,623 = -3928,3 (1Tebulição - 0,003246)
1Tebulição - 0,003246 = 1,623-3928,3 approx -0,000413
Então:
1Tebulição = -0,000413 + 0,003246 = 0,002833 , K^-1 çã
Tebulição approx 10,002833 approx 352,7 , K çã
Tebulição = 352,7 - 273,15 approx 79,5^circC çã
çã
Convertendo para Celsius:
çã

Resposta

O ponto de ebulição do benzeno é aproximadamente .

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