Entalpias de formação de ligas sólidas podem ser calculadas a partir de entalpias de solução dessas fases em um metal líquido adequado. Os metais puros e as ligas listadas abaixo, que estavam todos originalmente a
, foram despejados sobre estanho líquido a
e o calor desse processo foi medido. Os resultados, computados para 1 mol de materiais, foram:
Fase
Ag
20418
Cd
18995
27447
27949
a. Calcule
da fase
a
.
Fase |
|
Ag | 20418 |
Cd | 18995 |
|
27447 |
|
27949 |
Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício pede para calcular a entalpia de formação (
) da fase
a
. Estamos lidando com termodinâmica, especificamente entalpias de formação e de solução de ligas sólidas. Para resolver isso, vamos precisar das entalpias de solução fornecidas para o prata (Ag), cádmio (Cd) e as ligas
e
.
Passo 2
Primeiro, é importante entender o que é entalpia de formação. A entalpia de formação (
) é a mudança de entalpia quando 1 mol de uma substância é formado a partir de seus elementos em suas formas padrão. No nosso caso, queremos saber quanto de energia é envolvido na formação da liga
a partir de Ag e Cd puros.
A entalpia de solução (
) é a mudança de entalpia quando 1 mol de uma substância é dissolvido em um solvente apropriado, que aqui é o estanho líquido.
A relação entre a entalpia de formação e a entalpia de solução pode ser expressa pela seguinte fórmula:
onde $ x $ e $ y $ são os coeficientes estequiométricos de Ag e Cd na liga
, respectivamente.
Passo 3
Agora, vamos aplicar essa fórmula com os valores que temos. A liga
é
, então $ x = 0.5 $ e $ y = 0.5 $.
Substituindo os valores:
Vamos calcular passo a passo:
- $ 0.5 \cdot 20418 = 10209 , \mathrm{J/mol} $
- $ 0.5 \cdot 18995 = 9497.5 , \mathrm{J/mol} $
- Agora, subtraímos esses valores da entalpia de solução da
:
Resposta
A entalpia de formação da fase
a
é de aproximadamente
.