O ponto de ebulição (normal) de benzeno é de 80^circ C e o calor de vaporização a esta temperatura é 7353 cal. mol^-1. Para C6 H6(l) e C6 H6(g), Cp é 36,2 e 20,3 cal k^-1 cdot mol^-1, respectivamente.
Calcule De<a S para a transformação: C6 H6(1,70^circ C, 1 atm)-C6 H6(g, 70^circ C, 1 atm)

Passo 1

O enunciado pede De<a S para a transformação a 1 atm
C6H6(l,;70^circ C)longrightarrow C6H6(g,;70^circ C)
Sabendo que o ponto de ebulição normal é 80^circ C com De<a Hrm vap=7353 cal/mol a Tb, e que
Cp,ell=36,2 cal,K^-1,mol^-1, Cp,g=20,3 cal,K^-1,mol^-1,
vamos decompor o processo em três etapas reversíveis a p=1 atm:
  1. Aquecer o líquido de 70^circ C a 80^circ C.
  2. Vaporização a 80^circ C.
  3. Resfriar o vapor de 80^circ C a 70^circ C.
    Em cada etapa usamos
De<a Srm aquece=integralT1^T2CpTdT, De<a Srm vap=De<a Hrm vapTb, De<a Srm resfria=integralT2^T1CpTdT

Passo 2

Calcular De<a S1 do aquecimento do líquido de T1=70^circ C a T2=80^circ C, isto é de 343,15 K a 353,15 K:
De<a S1 = Cp,elllnT2T1 =36,2;ln!353,15343,15 approx36,2times0,02875 approx1,04 cal,K^-1,mol^-1

Passo 3

Calcular De<a S2 da vaporização a Tb=353,15 K:
De<a S2 =De<a Hrm vapTb =7353353,15 approx20,82 cal,K^-1,mol^-1

Passo 4

Calcular De<a S3 do resfriamento do gás de T2 a T1:
De<a S3 = Cp,glnT1T2 =20,3;ln!343,15353,15 approx20,3times(-0,02875) approx-0,58 cal,K^-1,mol^-1

Passo 5

Somar as três contribuições:
De<a Srm total =De<a S1+De<a S2+De<a S3 approx1,04+20,82-0,58 approx21,28 cal,K^-1,mol^-1

Resposta

De<a Sapprox21,3 cal,K^-1,mol^-1

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