The enthalpy of vaporization of chloroform (CHCl3) is 29.4 kJ mol-1 at its normal boiling point of 334.88 K. Calculate the entropy of vaporization of chloroform at this temperature
Passo 1
O enunciado dá a entalpia de vaporização de clorofórmio e pede a entropia de vaporização na temperatura de ebulição normal. Dados fornecidos:
- Entalpia de vaporização:
. - Temperatura (ponto de ebulição normal):
.
O que se pede:
- Calcular a entropia de vaporização
de clorofórmio nessa temperatura, com unidades adequadas.
Passo 2
Conceito e fórmula que vamos usar (explicação didática).
- A definição termodinâmica de variação de entropia para um processo reversível é
onde
é o calor trocado reversivelmente e
é a temperatura (em Kelvin) à qual o processo ocorre.
- Para uma mudança de fase em equilíbrio à temperatura de ebulição (processo reversível e isotérmico), o calor trocado reversível é exatamente a entalpia de transição. Assim, a variação de entropia associada à vaporização é
- Explicando as variáveis:
é a entropia de vaporização (unidade usual: ), é a entalpia de vaporização (unidade: energia por mol) e é a temperatura absoluta em Kelvin. A razão é porque, à temperatura constante e em transformação reversível, cada joule de calor aumenta a entropia em unidades.
Passo 3
Converter unidades para que tudo fique em sistema coerente (SI).
- A entalpia foi dada em
. Converte-se para :
- A temperatura já está em Kelvin:
.
Passo 4
Aplicar a fórmula e fazer a conta passo a passo.
- Colocar a fórmula com os valores:
- Executando a divisão (mostrando o raciocínio numérico):
- Sobre algarismos significativos: o valor de
foi dado com três algarismos significativos ( ), portanto a resposta final deve ser indicada com três algarismos significativos. Arredondando:
Passo 5
Comentário rápido de entendimento (um empurrãozinho motivador).
- Intuitivamente, a entropia de vaporização é grande porque a vaporização aumenta muito a desordem (moléculas passam do líquido ordenado para o gás desordenado). O valor encontrado, da ordem de
, é típico para vaporização de líquidos orgânicos. - Boa! Você já sabe a fórmula-chave e como aplicá-la rápido na prova: sempre que for mudança de fase reversível a
constante, use .