Se o ponto de ebulição normal de uma substancia for 335 K e sua entalpia de vaporização seja 91,1 Kj / mol, calcule o ponto de ebulição quanto a pressão é aumentada em 5,0 atm.

Passo 1

Então, bora recapitular o que a questão pede. A gente tem uma substância que ferve a 335 K sob pressão normal (1 atm) e sua entalpia de vaporização é ΔHvap = 91,1 kJ/mol. A pergunta é: qual vai ser o novo ponto de ebulição se a pressão for aumentada em 5,0 atm (ou seja, de 1 atm para 6 atm)?
Conteúdo da matéria: termodinâmica – especificamente a equação de Clausius–Clapeyron para vaporização. Vamos usar essa relação pra ligar pressão e temperatura de ebulição.

Passo 2

Teoria por trás da conta: a forma integrada da equação de Clausius–Clapeyron para mudança de fase líquido→vapor é
lnP2P1 ;=;De
Isso liga duas pressões de vapor ( P1,P2) em duas temperaturas ( T1,T2) conhecendo a entalpia de vaporização ΔHvap e a constante dos gases R.

Passo 3

Anotando tudo:
P1=1,0,atm (pressão normal)
T1=335,K
A pressão sobe 5,0 atm ⇒ P2=1,0+5,0=6,0,atm
DekJ/mol = 91,100,J/mol
R=8,314,J/(mol·K)

Passo 4

Calcular o lado esquerdo:
lnP2P1=ln6,01,0=ln6approx1,79,

Passo 5

Isolando 1T2 na equação:
$$\ln\frac{P_2}{P_1}
=\frac{\Delta H_{\mathrm{vap}}}{R}\Bigl(\frac{1}{T_1}-\frac{1}{T_2}\Bigr)$$
lnP2P1 =De
Agora plugando valores:
$$\frac{R}{\Delta H_{\mathrm{vap}}}\ln\frac{P_2}{P_1}
=\frac{8{,}314\cdot1{,}79}{91,100}\approx0{,}0001636;K^{-1}$$
Rightarrow 1T2 =1T1 -RDe

Passo 6

Pra achar T2, é só inverter:
T2=10,0028215;K^-1approx354,5;K,

Resposta

O novo ponto de ebulição, sob 6 atm, é aproximadamente 354,5 K.

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