Uma quantidade de 0,2 g de um soluto não volátil de massa molar 1500 g / mol é jogada em 800 mL de H2 O a 25^circ C e pressão de 1 bar. Considerando a entalpia de vaporização 40660 J / mol; e de fusão 6004 J / mol, e a densidade da água igual a 1 g / mL, calcule:
Se este soluto fosse volátil, com KH=5.10^4 atm, calcule a pressão de vapor da mistura, considerando as leis de Raoul e Henry na temperatura de 25^circ C.

Passo 1

Beleza, então o que temos aqui? A gente tem um soluto (não volátil) de 0,2 g com massa molar 1500 g/mol dissolvido em 800 mL de água a 25 °C. O exercício pede: “Se esse soluto fosse volátil, com constante de Henry atm, qual seria a pressão de vapor da mistura?”
Matérias que vamos usar:
  1. Equação de Clapeyron (para achar a pressão de vapor da água pura a 25 °C a partir de 1 atm a 100 °C).
  2. Lei de Raoult (para o solvente água).
  3. Lei de Henry (para o soluto volátil).

Passo 2

Primeiro, vamos achar quantos mols de água (solvente) e de soluto a gente tem e daí as frações molares.
– Água: massa = 800 mL × 1 g/mL = 800 g.
Número de mols x2 = n2n1 + n2 approx 1,33times10^-444,44 + 1,33times10^-4 approx 3,00times10^-6, .
– Soluto: massa = 0,2 g, x1 = 1 - x2 approx 0,999997 .
Número de mols .
Frações molares:

Passo 3

Agora precisamos da pressão de vapor da água pura a 25 °C, lnP^*(T2)P1 = -De. A gente sabe que a 100 °C ( ln P^*(298) = -406608,314l(tfrac1298,15-tfrac1373,15r) approx -3,304 Longrightarrow P^*1(298)approx e^-3,304approx0,0367 atm K) a atm, e tem J/mol. Pela equação de Clapeyron aproximada:
Substituindo K, J/(mol·K):

Passo 4

Agora aplicamos:
– Lei de Raoult para a água (solvente):
P1 = x1 ,P^*1(298) approx 0,999997times0,0367approx0,0367 atm
– Lei de Henry para o soluto (volátil):
P2 = KH,x2 = 5times10^4 atm;times3,00times10^-6 approx0,150 atm

Resposta

A pressão total de vapor da mistura será
Ptot = P1 + P2 approx 0,0367 + 0,150 = 0,187 atm

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