Usando a forma integrada da equação de Clausius–Clapeyron, estime a entalpia molar de vaporização (?Hvap) da…

Questão

Usando a forma integrada da equação de Clausius–Clapeyron, estime a entalpia molar de vaporização (?Hvap) da água dada a pressão de vapor P1 = 23,8 mmHg a T1 = 25,0 °C e P2 = 42,2 mmHg a T2 = 35,0 °C. Use R = 8,314 J·mol?¹·K?¹ e converta temperaturas para K.

1. A) ˜60 kJ·mol?¹
2. B) ˜70 kJ·mol?¹
3. C) ˜30 kJ·mol?¹
4. D) ˜43,7 kJ·mol?¹
5. E) ˜50 kJ·mol?¹

✅ Resposta correta: alternativa D

Resolução passo a passo

1. Converter as temperaturas para kelvin: T1 = 25,0 + 273,15 = 298,15 K e T2 = 35,0 + 273,15 = 308,15 K. Passo 2: Usar a forma integrada de Clausius–Clapeyron: ln(P2/P1) = (ΔHvap/R) × (1/T1 - 1/T2), isolando ΔHvap = R × ln(P2/P1) / (1/T1 - 1/T2). Passo 3: Calcular o logaritmo natural da razão de pressões: P2/P1 = 42,2/23,8 = 1,773, e ln(1,773) = 0,5727. Passo 4: Calcular a diferença dos inversos das temperaturas: 1/298,15 - 1/308,15 = 0,0033540 - 0,0032452 = 0,00010884 K^-1. Passo 5: Substituir: ΔHvap = 8,314 × 0,5727 / 0,00010884 = 4,762 / 0,00010884 ≈ 43.700 J/mol, ou seja, cerca de 43,7 kJ/mol. Passo 6: Conferir o resultado: ele é coerente com a entalpia de vaporização conhecida da água (cerca de 40 a 44 kJ/mol), o que confirma a alternativa D. Passo 7: Por que as outras estão erradas: A (60 kJ/mol) e E (50 kJ/mol) superestimam o valor porque o cálculo foi feito com aproximação ou erro no intervalo de temperaturas; B (70 kJ/mol) é muito alta e não corresponde a nenhum passo correto da conta; C (30 kJ/mol) subestima o valor, típico de erro na escolha do logaritmo ou no cálculo da diferença dos inversos. O gabarito oficial D está correto.

💡 Dica: Converta as temperaturas para Kelvin antes de aplicar a equação.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

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