Uma solução de etanol e clorofórmio a uma temperatura de 45^{\circ} \mathrm{C} com x_{\text {Етон }}=0,99Етон tem uma pressão de vapor igual a 177,95 torr. Nestas condições a solução pode ser considerada diluída ideal. A pressão de vapor do etanol nesta temperatura é 172,76 torr.
a) Encontre a pressão parcial destes gases em equilibrio com a solução.
b) Encontre as frações molares no vapor.
c) Encontre a constante da lei de Henry para o clorofórmio nesta solução.
d) Se aumentarmos a temperatura do sistema, a constante do item anterior aumentaria ou diminuiria?

Passo 1

O enunciado dá uma solução ideal diluída de etanol (solvente) e clorofórmio (soluto) a 45^\circ\text{C} com x_{\text{Etanol}}=0,99 e pressão total P_{\text{total}}=177,95\text{ torr}. A pressão de vapor do etanol puro é P_{\text{Etanol}}^{\text{sat}}=172,76\text{ torr}. Pede-se:
a) pressões parciais no equilíbrio;
b) frações molares no vapor;
c) constante de Henry para o clorofórmio;
d) como varia essa constante com o aumento de temperatura.

Passo 2

Para o etanol (solvente), vale a lei de Raoult:
p_{\text{Etanol}} = x_{\text{Etanol}}\;P_{\text{Etanol}}^{\text{sat}} =0{,}99\times172{,}76=171{,}03\text{ torr}.
Como P_{\text{total}}=p_{\text{Etanol}}+p_{\text{Clorofórmio}}ó, tem-se
p_{\text{Clorofórmio}}=177{,}95-171{,}03=6{,}92\text{ torr}.ó

Passo 3

As frações molares no vapor vêm de y_i=p_i/P_{\text{total}}:
y_{\text{Etanol}}=\frac{171{,}03}{177{,}95}=0{,}96, \quad y_{\text{Clorofórmio}}=\frac{6{,}92}{177{,}95}=0{,}039.ó

Passo 4

Para o clorofórmio (soluto) usa-se a lei de Henry na forma
p_{\text{Clorofórmio}}=x_{\text{Clorofórmio}}\;k_H \quad\Longrightarrow\quad k_H=\frac{p_{\text{Clorofórmio}}}{x_{\text{Clorofórmio}}} =\frac{6{,}92}{0{,}01}=692\text{ torr}.óóóó

Passo 5

Em geral a dissolução de gases é endotérmica, de modo que ao aumentar a temperatura a constante de Henry (que é inversa à solubilidade) aumenta.

Resposta

(a) p_{\text{Etanol}}=171{,}03\text{ torr} e p_{\text{Clorofórmio}}=6{,}92\text{ torr}ó
(b) y_{\text{Etanol}}=0{,}96, y_{\text{Clorofórmio}}=0{,}039ó
(c) k_H=692\text{ torr}
(d) A constante de Henry aumentaria com o aumento da temperatura.

Exercícios relacionados