Um mol de n-hexano a
ocupa um volume de 5 L . Se as constantes de van der Walls são as seguintes:
e
a) Calcule a pressão de n-hexano e compare com a equação de um gás ideal. Que conclusão pode obter com respeito às forças intermoleculares que prevalecem nessas condições?
b) Qual é o significado físico das constantes a e b de van der Walls?
c) Empregando o diagrama compressibilidade generalizado para o n-hexano se determinou que o coeficiente de compressibilidade é igual a 0,94 a uma pressão reduzida de 1,94 e a uma temperatura reduzida de 0,831 . Sabendo que a
e a
, calcule o volume ocupado pelo um mol de n-hexano nessas condições.
a) Calcule a pressão de n-hexano e compare com a equação de um gás ideal. Que conclusão pode obter com respeito às forças intermoleculares que prevalecem nessas condições?
b) Qual é o significado físico das constantes a e b de van der Walls?
c) Empregando o diagrama compressibilidade generalizado para o n-hexano se determinou que o coeficiente de compressibilidade é igual a 0,94 a uma pressão reduzida de 1,94 e a uma temperatura reduzida de 0,831 . Sabendo que a
Passo 1
O enunciado pede:
- parte a: calcular a pressão real de um mol de n-hexano a
e pela equação de van der Waals e comparar com o gás ideal, comentando o efeito das forças intermoleculares; - parte b: explicar fisicamente os parâmetros
e de van der Waals; - parte c: usar o fator de compressibilidade
(dado como ) em condições de pressão reduzida e temperatura reduzida , com e , para achar o volume de um mol.
Conteúdo: equação de van der Waals
equação de gás ideal
e fator de compressibilidade
Passo 2
Para a parte a, seja
,
,
,
e
. Reescrevendo
calculamos
Para o gás ideal
Como
, conclui-se que as forças de atração intermoleculares predominam, reduzindo a pressão.
Passo 3
Na parte b o parâmetro
corrige a pressão, quantificando a intensidade das forças atrativas entre moléculas (quanto maior
, maior a atração), e o parâmetro
corrige o volume, representando o volume excluído pelas moléculas (volume físico ocupado por cada molécula).
Passo 4
Para a parte c usamos
Temos
,
,
,
e
. Então
Resposta
(a)
,
. Conclusão: prevalecem forças de atração intermoleculares.
(b) quantifica a atração intermolecular;
representa o volume excluído pelas moléculas.
(c)
(b)
(c)