A pressão de vapor de azoteto de hidrogênio, HN3, é 58 Torr a -22,75 ^circ C e 512 Torr a 25,0^circ C. Calcule a entalpia padrão de vaporização. Dado: Ponto de ebulição do HN3=36 ^circ C.

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão fala sobre a pressão de vapor do azoteto de hidrogênio ( HN3) em duas temperaturas diferentes e pede para calcular a entalpia padrão de vaporização. A matéria envolvida aqui é termodinâmica, especificamente relacionado à pressão de vapor e à entalpia de mudança de fase. Para resolver, vamos precisar usar a Equação de Clausius-Clapeyron, que relaciona a variação da pressão de vapor com a temperatura e a entalpia de vaporização.

Passo 2

Primeiro, vamos entender a Equação de Clausius-Clapeyron, que é dada por:
ln(P2P1) = -De
Onde:
  • P1 e P2 são as pressões de vapor em temperaturas T1 e T2, respectivamente.
  • De é a entalpia de vaporização que queremos encontrar.
  • R é a constante dos gases, que vale 8,314, J/mol·K.
  • T1 e T2 são as temperaturas em Kelvin.

Passo 3

Vamos anotar os valores que temos:
  • P1 = 58, Torr
  • P2 = 512, Torr
  • T1 = -22,75,^circC = 250,40, K (convertendo para Kelvin somando 273,15)
  • T2 = 25,0,^circC = 298,15, K

Passo 4

Agora, vamos substituir esses valores na Equação de Clausius-Clapeyron:
ln(51258) = -De

Passo 5

Primeiro, vamos calcular o lado esquerdo da equação:
ln(51258) = ln(8,8276) approx 2,179

Passo 6

Agora, vamos calcular a diferença das inversas das temperaturas:
1298,15 - 1250,40 approx 0,003355 - 0,003996 approx -0,000641, K^-1

Passo 7

Substituindo esses valores na equação:
2,179 = -De
Os dois sinais negativos se cancelam, ficando:
2,179 = De

Passo 8

Agora, isolamos De:
De

Resposta

A entalpia padrão de vaporização do HN3 é aproximadamente 28.25, kJ/mol.

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