2° Lista de Exercícios

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UNIVERSIDADE DO ESTADO DE MINAS GERAIS – UEMG 
FACULDADE DE ENGENHARIA – CAMPUS JOÃO MONLEVADE 
CURSO DE ENGENHARIA METALÚRGICA 
EXERCÍCIOS 
PROFESSOR: Gilberto Fernandes Lima DISCIPLINA: Físico-Química Metalúrgica 
TURMA: Engenharia Metalúrgica PERÍODO: 6º DATA: 01/03/2012 
Assunto: Solução não ideal: coeficiente de atividade 
Grupo (máximo 4 pessoas): 
 
 
 
Questões 
 
1 A partir das informações fornecidas em cada um dos itens abaixo, especificar se a solução é ideal ou 
apresenta desvio na idealidade. No caso da solução não ser ideal, dizer o tipo de desvio apresentado. 
 
a) A pressão de vapor do componente puro é 340 mmHg. Em uma solução com fração molar igual a 0,5, 
sua pressão cai para 120 mmHg; Resposta: 
5,0N35,0a ii 
. Logo, essa solução apresenta um 
desvio negativo da idealidade. 
 
b) O calor de formação da solução é de: HM = -2160 cal/mol liga; Resposta: como a formação da 
solução envolve a liberação de calor, tem-se um caso onde existe atração entre os constituintes da 
solução. Desse modo, a solução apresenta um desvio negativo da lei de Raoult. 
 
c) A variação de volume na formação da solução é : VM = 3 cm
3
/mol de liga; Resposta: nesse caso, a 
formação da solução envolve um aumento de volume. Isso significa que deve haver repulsão entre os 
componentes da solução. Assim, a solução apresenta um desvio positivo da lei de Raoult. 
 
d) A razão entre a atividade e a fração molar é um número menor que um; Resposta: 
1
N
a
i
1 
. Logo, 
pode-se escrever que: ai < Ni. Ou seja, a solução é não ideal e tem um desvio negativo da idealidade. 
 
e) A pressão de vapor de um constituinte de uma solução é 147 mmHg, quando sua fração molar na 
solução é 0,2. A pressão de vapor desse componente puro é 735 mmKg. Resosta:
20,0ia
. Como a 
atividade é igual à fração molar, pode-se dizer que a solução se comporta idealmente. 
 
 
2- Tem-se a seguinte reação e sua expressão de G o: 
 
Si(l) + O2(g) = SiO2(l) G
 o
 = -218.230 + 48,55 . T 
 
Sabe-se que o silício está contido em uma liga com ferro e que atinge o equilíbrio a 1800ºC com a sílica 
líquida pura para uma pressão parcial de oxigênio igual a 1,34 x 10
-9
 atm. Determinar se a solução 
apresenta desvio da idealidade, considerando que a fração molar de silício no equilíbrio é 0,1. 
Resposta:
  4100,3 
eSi
a
.Sabe-se que:
  1,0N
eSi

. Como ( aSi )e é menor que ( NSi )e, pode-se afirmar 
que a solução apresenta um desvio negativo da idealidade. 
 
3- Tem-se uma liga ferro-alumínio, com a seguinte composição em fração molar: NFe = 0,9 NAl = 0,1. 
Utilizando a tabela da página 219, determinar: 
a) as atividades do ferro e do alumínio nessa liga; Resposta: aAl = 0,010; aFe = 0,875 
b) os valores dos coeficientes de atividade para os dois metais; Resposta: 
(tabelado)
972,0Fe 099,0Al
; (cálculo) 
972,0
Fe
Fe
Fe
N
a

 
1,0
Al
Al
Al
N
a

. A diferença no valor 
do coeficiente de atividade do alumínio está relacionada com arredondamento. 
c) os valores de 
iG
 para os componentes da liga; Resposta: (Interpolação) 
176.17GAl 
 cal/mol; 
498GFe 
cal/mol;(Cálculo)
56,140.17 AlAl naRTG 
cal/mol;
01,497 FeFe naRTG 
cal/
mol. As pequenas diferenças observadas estão relacionadas com arredondamentos nos valores das 
atividades. 
d) o tipo de desvio da idealidade que essa solução apresenta. Resposta: pelos resultados, especialmente 
pelo fato de se ter coeficientes de atividade menores que um, pode-se afirmar que a solução apresenta 
um desvio negativo da idealidade. 
 
Temperatura: 1600ºC. 
4- Tem-se uma liga Fe – Si 75 a 1600ºC. Determinar, para essa liga, os valores de atividade e coeficiente 
de atividade para os dois metais. Resposta: (interpolação) 
822,0Sia
; (cálculo) 
960,0
Si
Si
Si
N
a

; 
(interpolação)
959,0Si
;(interpolação)
76,742 SiG
cal/mol;
SiSi naRTG 
819,0exp 






RT
G
a SiSi
; 
957,0
Si
Si
Si
N
a

. Todas as técnicas adotadas acima forneceram valores 
bastante próximos e podem ser igualmente adotadas nos cálculos de atividade e coeficiente de atividade. 
 
 (interpolação) 
0039,0Fea
; (cálculo) 
0271,0
Fe
Fe
Fe
N
a
; (interpolação) 
0259,0Fe
; (interpolação) 
36,076.21 FeG
cal/mol; 
0035,0exp 




 

RT
G
a FeFe
; 
0241,0
Fe
Fe
Fe
N
a
. Apesar das diferenças 
terem sido um pouco maiores que as verificadas no caso do silício, elas ainda são relativamente pequenas. 
Desse modo, qualquer uma das técnicas usadas podem ser empregadas nos cálculos desenvolvidos.