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 dá um mol de n-hexano a
(
) ocupando
, e as constantes de van der Waals
Na parte (a) precisamos calcular a pressão usando a equação de van der Waals e comparar com a pressão de gás ideal, interpretando o efeito das forças intermoleculares. Na (b) definimos fisicamente
e
. Na (c) usamos o coeficiente de compressibilidade
a uma pressão reduzida
e temperatura reduzida
, sabendo que
para achar o volume.
Passo 2
Escrevemos a equação de van der Waals e isolamos
:
logo
Substituindo
,
,
,
e
:
Passo 3
A pressão prevista para gás ideal é
Passo 4
Comparando
vemos que a pressão real é menor que a ideal, o que indica que predominam forças de atração entre as moléculas, reduzindo o impacto das colisões no interior do gás.
Passo 5
Fisicamente:
– mede a intensidade das forças atrativas intermoleculares (maior
, maior atração).
– representa o volume excluído pelas moléculas (volume finito de cada molécula), reduzindo o espaço disponível.
–
–
Passo 6
Para (c), temos
Usando
e
, isolamos
:
Resposta
a)
,
. Conclui-se que há forças de atração predominando.
b) quantifica a atração intermolecular;
é o volume excluído pelas moléculas.
c) .
b)
c)