Calcule a variação na entropia de 150 g de acetona líquida quando o solvente orgânico é aquecido de 25^circ C até 80^circ C. Considere que a temperatura de vaporização da acetona é 62,4^circ C. (Dados: Massa Molar (acetona) =58,08 g / mol, Cp, m (acetona, I ) =124,7 J / Kmol, Cp, m (acetona, g ) =75,0 J / Kmol, De (acetona) =+31,3 kJ / mol.

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente precisa calcular a variação de entropia ( De) de 150 g de acetona líquida quando ela é aquecida de 25^circ C até 80^circ C. Para isso, vamos usar conceitos de termodinâmica, mais especificamente relacionados a calor específico e entalpia de vaporização. Vamos precisar das fórmulas de variação de entropia para aquecimento e para a mudança de fase.

Passo 2

Primeiro, vamos descobrir quantos mols de acetona temos nos 150 g. A massa molar da acetona é 58,08 , g/mol.
n = massamassa molar = 150 , g58,08 , g/mol approx 2,583 , mol

Passo 3

Agora, vamos aquecer a acetona líquida de 25^circ C até a temperatura de vaporização, que é 62,4^circ C. A variação de entropia ( De) nesse processo é dada por:
De
Onde:
  • Cp,liquido = 124,7 , J/K cdot mol
  • T1 = 25 + 273,15 = 298,15 , K
  • T2 = 62,4 + 273,15 = 335,55 , K
Calculando:
De
Multiplicando pelo número de mols:
De

Passo 4

Em seguida, a acetona passa de líquida para gasosa na temperatura de 62,4^circ C. A variação de entropia ( De) para a vaporização é:
De
Onde:
  • De
  • Tvap = 335,55 , K
Calculando:
De
Multiplicando pelo número de mols:
De

Passo 5

Depois da vaporização, vamos aquecer o acetona gasosa de 62,4^circ C até 80^circ C. A variação de entropia ( De) nesse processo é:
De
Onde:
  • Cp,gas = 75,0 , J/K cdot mol
  • T1 = 335,55 , K
  • T2 = 80 + 273,15 = 353,15 , K
Calculando:
De
Multiplicando pelo número de mols:
De

Resposta

Somando todas as variações de entropia:
De
Portanto, a variação de entropia total é aproximadamente 290 J/K.

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