Ano 2022#termodinamica#solucoes

Sobre o tema

O estudo de misturas de água e tensoativos é fundamental em áreas como química de coloides e processos industriais. Quando essas misturas são resfriadas a temperaturas próximas de 0°C, ocorre a solidificação da água, mas parte dela pode estar fortemente associada às moléculas do tensoativo, não congelando. A variação de entalpia (ΔH) medida nesse processo está relacionada ao calor latente de fusão do gelo formado, sendo proporcional à quantidade de água livre. Compreender essa relação permite determinar propriedades dos tensoativos e prever o comportamento de sistemas emulsionados.

Tópicos relacionados

  • Transições de fase em misturas
  • Calor latente de fusão da água
  • Água ligada vs água livre em tensoativos
  • Termodinâmica de soluções coloidais
  • Interpretação de gráficos DeltaH versus composição

Enunciado

Sistemas compostos por agua e tensoativos em diferentes proporcoes passam por um processo termodinamico quando atingem temperaturas em torno de 0 C. A variacao de entalpia (DeltaH) desse processo foi determinada para cada mistura em funcao da composicao do sistema, conforme apresentado no grafico. Considere que o ponto de fusao do tensoativo puro e menor que 20 C e o calor latente de fusao da agua pura e 334 J/g. Sao feitas afirmacoes:
I. O DeltaH refere-se a transicao de fase do tensoativo.
II. O calor latente de fusao do tensoativo puro e 180 J/g.
III. Ate 35% em massa de agua pode se apresentar na forma associada a substancia e nao funde.
IV. O DeltaH e proporcional a quantidade de agua nao associada ao tensoativo.
Assinale a opcao que indica a(s) afirmacao(oes) CORRETA(S).

Alternativas

  • A)

    Apenas I e II

  • B)

    Apenas I, II e IV

  • C)

    Apenas II

  • D)

    Apenas III e IV

  • E)

    Todas

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Perguntas frequentes

O que é água ligada em sistemas com tensoativos?

Água ligada é aquela que interage fortemente com as cabeças polares do tensoativo, não congelando mesmo em temperaturas abaixo de 0°C.

Como o calor latente de fusão é usado para quantificar água livre?

Medindo a entalpia de fusão da amostra e comparando com o calor latente da água pura, calcula-se a massa de água que congelou, ou seja, a água livre.

Por que a variação de entalpia é proporcional à quantidade de água não associada?

Apenas a água não associada ao tensoativo congela, e o ΔH medido é o calor necessário para fundir esse gelo, sendo diretamente proporcional à sua massa.

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