A energia livre de vaporização pode ser obtida a partir das entalpias de formação e entropias molares padrão. Com ela, calcula-se a pressão de vapor e, em seguida, a quantidade de mercúrio gasoso na cubeta.
Etapa 1.(a) Calcule a entalpia padrão de vaporização do
Hg.
De ΔHr∘=∑produtosnΔHf∘−∑reagentesnΔHf∘, ΔHvap∘=ΔHf,Hg(g)∘=+60 kJ⋅mol−1
Etapa 2.Calcule a entropia padrão de vaporização do
Hg.
De ΔSr∘=∑produtosnSm∘−∑reagentesnSm∘, ΔSvap∘=Sm,Hg(g)∘−Sm,Hg(l)∘=170 K⋅molJ−70 K⋅molJ=+100 J⋅K−1⋅mol−1
Etapa 3.Calcule a energia livre padrão de vaporização do
Hg.
De ΔG=ΔH−TΔS, ΔGvap∘=+60 molkJ−(300 K)(+0,1 K⋅molkJ)=+30 kJ⋅mol−1
Etapa 4.(b) Calcule a pressão de vapor do
Hg em
300 K.
De Pvap=P∘exp(−RTΔGvap∘), Pvap=exp(−(8,3 K⋅molJ)(300 K)30000 molJ)atm=e−12atm=6⋅10−6 atm
Etapa 5.(c) Calcule a quantidade de
Hg gasoso.
De n=RTPV, n=(0,082 K⋅molatm⋅L)(300 K)(6⋅10−6 atm)(0,01 L)=2,5⋅10−9 mol
Etapa 6.Calcule o número de átomos de
Hg gasoso.
N=n×NA=(2,5⋅10−9 mol)×(6⋅1023 mol−1)=1,5⋅1015