Problemas de termodinamica quimica ii

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PROBLEMAS DE TERMODINÂMICA QUÌMICA II

MIEQ
Engª dos Materiais

2007 - 2008











































1. DIAGRAMAS DE EQUILÍBRIO DE FASES


Problema 1

São dados os valores (P, x, y) do equilíbrio Líquido-gás (LG) para o sistema acetonitrilo(1)+nitrobenzeno(2) a 75 ºC.
















a) Construa o diagrama(P, x, y) do sistema binário;
b) Diga o que acontece quando se diminui a pressãode uma mistura líquida equimolar desde 90 a 40 kPa.


Problema 2

São dados os valores (T, x, y) do equilíbrio LG para o sistema acetonitrilo(1)+nitrobenzeno(2) a 70 kPa.















a) Construa o diagrama (T, x, y) do sistema binário;
b) Diga o que acontece quando se arrefece uma misturagasosa equimolar desde 90 a 65 ºC.
c) Construa o diagrama (y, x).

Problema 3

Considere o diagrama temperatura – composição do equilíbrio líquido + gás para o sistema água(1)+acetato de etilo(2) a 1 atm, dado em anexo.
a) Identifique os pontos notáveis e cada zona do diagrama
b) Construa o diagrama (y, x) e comente;
c) Considere que 100 moles de uma mistura de composição 30 % molar em acetatode etilo é aquecida de 70 a 100 ºC.
b1) Referir as transformações que têm lugar nesse processo de aquecimento;
b2) Determinar a composição e quantidade das fases em equilíbrio à temperatura de 85 ºC.






















Problema 4

Os líquido iónicos (LIs) representam uma nova classe de compostos líquidos à temperatura ambiente com propriedades novase prometedoras, sob o ponto de vista ambiental das aplicações em engenharia . São geralmente formados por um catião orgânico e uma anião inorgânico. Por exemplo, o catião orgânico,1 butil-3-metil-imidazólio, [C4MIM]+, pode combinar-se com o anião inorgânico Bis((trifluorometil)sulfonil)imida, [NTf2]-. Os resultados que se seguem dizem respeito ás misturas líquidas binárias de [C4MIM]+ [NTf2]- comos solventes ciclohexanol e 1,2-hexanodiol. Os iões [C4MIM]+ [NTf2]- são:





































Curvas de coexistência LL para o sistema [C4MIM]+ [NTf2]-(1)+Ciclohexanol (2) (▲, ∆) e [C4MIM]+ [NTf2]- (1) + 1,2-hexanodiol (2) (•, ○).

a) Identifique os domínios de fases e os pontos notáveis do diagrama;
b) Descreva o que acontece noarrefecimento de uma mistura 70 % (em massa) de LI com ciclohexanol desde 330 a 300 K.
c) Qual a composição das fases em equilíbrio à temperatura de 300 K para a mistura referida?


Problema 5

Considere o diagrama de fases (T,x) referente ao sistema prata(Ag)+Ouro(Au) dado em anexo.
a) Identifique os domínios de fases e os pontos notáveis do diagrama;
b) Considere o arrefecimento de 100 kg deuma liga constituída por 40% (ponderal) inicialmente à temperatura de 1050 ºC.
- descreva os fenómenos que ocorrem se o arrefecimento tiver lugar até à temperatura de 950ºC;
- determine a composição e quantidade das fases obtidas à temperatura de 1000 ºC.






















RESPOSTA: b) m(líquido)= 71 kg ; m(sólido)= 29 kg.


Problema 6

Considere o diagramade fases (T,x) referente ao sistema zinco(Zn)+magnésio(Mg) dado em anexo.
a) Identifique os domínios de fases e os pontos notáveis do diagrama;
b) Considere o arrefecimento de 100 moles de uma liga indicada pelo ponto M no diagrama:
i) descreva os fenómenos que ocorrem se o arrefecimento tiver lugar até à temperatura de 300ºC;
ii) determine a temperatura a que deverá ser arrefecida a referidamistura de modo a que precipitem 8.3 moles de magnésio no composto S.







M









RESPOSTA: b) t = 400 ºC

Problema 7

O diagrama de fases do sistema CaF2 + CaCl2 dá-se em anexo.
Considere o arrefecimento de 100 mol de uma mistura dos dois compostos, 70 % molar em CaCl2, desde a temperatura de 800 ºC até à de 500 ºC.
a) Identifique os domínios de fases e...
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