Calcule o ponto de ebulição do benzeno dado que sua pressão de vapor é 20 kPa a
e
a
.
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:
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:
-
a -
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
. Rearranjando a equação:
Substituindo os valores:
Então:
A entalpia de vaporização está aproximadamente em
.
Passo 5
Agora que temos
, vamos encontrar a temperatura de ebulição do benzeno a uma pressão padrão, geralmente
. Usando novamente a equação de Clausius-Clapeyron:
Calculando:
Então:
Convertendo para Celsius:
Resposta
O ponto de ebulição do benzeno é aproximadamente
.