Com o objetivo de obter 370 g de uma solução de \operatorname{HF}(27,027 \% em massa) e H 2 O, são misturados HF (espécie 1) puro com H 2 O (espécie 2) pura em um processo isotérmico a 25^{\circ} \mathrm{C}. Determine a quantidade de calor nesse processo de misturação. (Dica: Utilize dados da Tabela 6.1 do livro do Koretsky - página 249. Pesquise os pesos moleculares das espécies envolvidas)

Passo 1

O enunciado pede o calor de mistura ao preparar 370 g de solução com 27,027 % em massa de HF, a partir de HF puro (espécie 1) e água pura (espécie 2), num processo isotérmico a 25\circC. Para resolver precisamos:
  • Calcular quantos gramas (e moles) de HF e de H_{2}O estão sendo misturados.
  • Usar a entalpia molar de mistura ΔHₘₐₙ ( 25\circC) correspondente à fração molar de HF na mistura, que deve ser obtida na Tabela 6.1 do Koretsky.
  • Calcular Q = n_total \cdot\DeltaHₘₐₙ.

Passo 2

Determinar as massas de cada componente:
m_{\rm HF} = 0{,}27027\times370\;{\rm g} = 100\;{\rm g},
m_{\rm H_2O} = 370 - 100 = 270\;{\rm g}.
Converter em mols usando PM(HF) =20,006 g/mol e PM( H_{2}O) =18,015 g/mol:
n_{\rm HF} = \frac{100}{20{,}006}\approx4{,}999\;\text{mol},
n_{\rm H_2O} = \frac{270}{18{,}015}\approx14{,}990\;\text{mol},
n_{\rm total}=n_{\rm HF}+n_{\rm H_2O}\approx19{,}989\;\text{mol}.

Passo 3

Calcular a fração molar de HF na solução:
x_{\rm HF} = \frac{n_{\rm HF}}{n_{\rm total}} \approx\frac{4{,}999}{19{,}989}\approx0{,}25.
Para essa concentração, a entalpia molar de mistura a 25\circC, \Delta H_{\rm mix}(x_{\rm HF}=0{,}25),
deve ser obtida na Tabela 6.1 do Koretsky.

Passo 4

O calor de mistura total é
Q = n_{\rm total}\,\Delta H_{\rm mix}(x_{\rm HF})\,.
Sem o valor numérico de \Delta H_{\rm mix}
fornecido na Tabela 6.1, não é possível prosseguir com o cálculo numérico de Q.

Resposta

Não é possível determinar o calor de mistura Q pois faltam os valores de entalpia molar de mistura \Delta H_{\rm mix} da Tabela 6.1 do Koretsky necessários para completar o cálculo.

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