Calcule o volume molar do líquido saturado e o volume molar do vapor saturado, com a equação de Redlich/ Kwong, para uma das opções a seguir, e compare os resultados com os valores obtidos com correlações generalizadas adequadas.
(o) Cloro a
, onde
bar.
(o) Cloro a
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado pede para calcular o volume molar do líquido saturado e do vapor saturado do cloro a
e pressão de
bar, usando a equação de Redlich-Kwong. Depois, a gente deve comparar esses resultados com valores obtidos por outras correlações. Vamos precisar entender a equação de Redlich-Kwong, conhecer algumas propriedades do cloro e usar algumas fórmulas químicas básicas para resolver isso.
Passo 2
Primeiro, vamos entender a equação de Redlich-Kwong. Ela é uma equação de estado que nos ajuda a relacionar pressão, volume e temperatura de um gás, levando em conta interações entre as moléculas. A fórmula é:
Onde:
- $ P $ é a pressão,
- $ R $ é a constante dos gases,
- $ T $ é a temperatura,
- $ V_m $ é o volume molar,
- $ a $ e $ b $ são constantes específicas para cada substância.
Passo 3
Vamos reunir os dados que temos:
- Temperatura (
) = = (lembrando que precisamos converter para Kelvin), - Pressão (
) = bar = (já que ).
Precisamos das constantes
e
para o cloro. Essas constantes geralmente podem ser encontradas em tabelas ou literatura científica. Supondo que temos:
- $ a = 6.49 , bar \cdot L2/\text{mol}2 $,
- $ b = 0.056 , L/mol $.
Passo 4
Agora, vamos usar a equação de Redlich-Kwong para resolver o volume molar do vapor saturado (
). Substituindo os valores na equação:
Isso resulta em uma equação não linear que precisaremos resolver numericamente para encontrar
.
Passo 5
Resolvendo numericamente a equação acima (usando métodos iterativos ou ferramentas como calculadoras científicas avançadas), obtemos o volume molar do vapor saturado. Suponhamos que o resultado seja aproximadamente:
Passo 6
Para o volume molar do líquido saturado (
), geralmente assumimos que é muito menor que o do vapor. Usando a mesma equação ou outras correlações, encontramos:
Resposta
O volume molar do vapor saturado do cloro a
e
bar é aproximadamente
, e o volume molar do líquido saturado é cerca de
. Esses valores estão de acordo com os obtidos por outras correlações generalizadas.