A pressão de sublimação do NbIX5 é a pressão do NbIX5 em equilíbrio com o sólido, e é dada pela equação empírica: log(Psub/bar)=8,5−T/K6800 A pressão de vapor do NbIX5 também pode ser determinada por uma equação empírica: log(Pvap/bar)=5,5−T/K4950
Determine o ponto de ebulição normal do NbIX5.
Determine o ponto triplo do NbIX5.
Determine a entalpia e a entropia de fusão do NbIX5.
Gabarito
Gabarito
As equações empíricas permitem relacionar a pressão com a temperatura para as transições sólido-gás (sublimação) e líquido-gás (vaporização). A partir delas, é possível determinar o ponto de ebulição normal, o ponto triplo e, pela lei de Hess, as propriedades termodinâmicas da fusão.
Etapa 1.(a) Calcule o ponto de ebulição normal.
O ponto de ebulição normal é a temperatura em que Pvap=1bar, ou seja, log(Pvap/bar)=0. Substituindo na equação de vaporização, 0=5,5−T/K4950 Logo, Teb=5,54950K=900K
Etapa 2.(b) Calcule o ponto triplo.
O ponto triplo ocorre quando as pressões de sublimação e vaporização são iguais: 8,5−T/K6800=5,5−T/K4950 Resolvendo, 3=T/K1850⇒Ttriplo=617K
Etapa 3.(c) Calcule a entalpia e a entropia de fusão.
Comparando com a relação termodinâmica ΔG=ΔH−TΔS=−RTln(P/bar) e usando lnx=2,3logx, obtém-se logbarP=2,3RΔS−2,3RTΔH
Para a sublimação, por comparação: ΔHsub=2,3×R×6800=2,3×(8,3K⋅molJ)×6800K=129,8kJ⋅mol−1ΔSsub=2,3×R×8,5=2,3×(8,3K⋅molJ)×8,5=162,3J⋅K−1⋅mol−1
Para a vaporização, analogamente: ΔHvapΔSvap=2,3×(8,3K⋅molJ)×4950K=94,5kJ⋅mol−1=2,3×(8,3K⋅molJ)×5,5=105J⋅K−1⋅mol−1
Pela lei de Hess, como NbIX5(s)NbIX5(l) corresponde à diferença entre sublimação e vaporização: ΔHfus=ΔHsub−ΔHvap=129,8molkJ−94,5molkJ=35,3kJ⋅mol−1ΔSfus=ΔSsub−ΔSvap=162,3K⋅molJ−105K⋅molJ=57,3J⋅K−1⋅mol−1