Enunciado

O benzeno, C6H6, e o Tolueno, C6H5CH3, formam uma solução ideal. A pressão de vapor do benzeno é 94,6 Torr, e a do Tolueno, 29,1 Torr, em 25° C. Calcule a pressão de vapor de cada uma das seguites soluções, e a fração molar de cada substância na fase vapor que está acima das soluções: (a) 1,50 mol de C6H6 misturado com 0,50 mol de C6H5CH3; (b) 15,0 g de benzeno misturados com 64,3 g de tolueno.

Passo 1

(a)Primeiro calculamos as frações molares, e é bem facinho. Nada mais são que a razão entre o número de mols de uma substância em solução, e o número de mols total de substâncias na mesma solução. Assim, pro benzeno (índice 1) e pro tolueno (índice 2), respectivamente, teremos:

χ 1 = n 1 n 1 + n 2

∴ χ 1 = 1,50   m o l 1,50   m o l + 0,50   m o l = 0,75

χ 2 = n 2 n 1 + n 2

∴ χ 2 = 0,50   m o l 1,50   m o l + 0,50   m o l = 0,25

Repara que as frações molares χ são um valor adimensional, e que a soma de todas elas sempre vale 1!

Passo 2

Agora sim a gente calcula as pressões de vapor de cada substância. Vão ser calculadas pela fórmula:

P = χ ∙ P °

Onde P é a pressão de vapor da substância na solução (o que queremos calcular), χ é a fração molar da substância na solução, e P ° é a pressão de vapor dessa substância quando pura. Agora é só aplicar na fórmula os valores que temos, pro benzeno e pro tolueno!

Passo 3

P 1 = χ 1 ∙ P 1 °

∴ P 1 = 0,75 ∙ 94,6   T o r r

∴ P 1 = 70,95   T o r r

P 2 = χ 2 ∙ P 2 °

∴ P 2 = 0,25 ∙ 29,1   T o r r

∴ P 2 = 7,275   T o r r

Resposta

(a) χ 1 b e n z e n o = 0,75 ; P 1 b e n z e n o = 70,95   T o r r .

χ 2 t o l u e n o = 0,25 ; P 2 t o l u e n o = 7,275   T o r r .

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