Dissertativa 9 - 2ª Fase - Dia 3 - IME 2015

O poli(metacrilato de butila) é um polímero solúvel em clorofórmio. A 100 kPa, o clorofórmio tem ponto de fusão (PF) igual a 210 K e ponto de ebulição (PE) igual a 334 K, e apresenta estados de agregação definidos conforme o diagrama de fases apresentado na Figura 1.

Observe agora, a Figura 2 que representa o clorofórmio confinado em um dispositivo fechado imerso em um banho térmico na situação de equilíbrio térmico e mecânico, e a Figura 3, que apresenta o diagrama de fases de uma solução diluída de poli(metacrilato de butila) em clorofórmio.

Considere que o clorofórmio tem calor de fusão ($∆$H_fusão) constante e independente da pressão e da temperatura, e que a Equação 1 se aplica ao seu equilíbrio sólido-líquido, em que $∆$P = variação de pressão na transição, $∆$T = variação de temperatura na transição, T_fusão = temperatura de fusão (K) e $∆$V_fusão = variação de volume na fusão.

$\frac{∆\mathrm{P}}{∆\mathrm{T}}=\frac{∆{\mathrm{H}}_{\mathrm{fusão}}}{{\mathrm{T}}_{\mathrm{fusão}}∆{\mathrm{V}}_{\mathrm{fusão}}} \mathrm{Equação} 1$

Com base nas informações acima:

a) determine a temperatura do banho térmico na Figura 2. Justifique sua resposta;

b) faça o esboço da Figura 3 no Caderno de Soluções e indique os pontos de fusão (PF) e de ebulição (PE) da solução diluída de poli(metacrilato de butila) em clorofórmio, a 100 kPa;

c) justifique, com base na Equação 1, porque o processo de solidificação do clorofórmio é acompanhado de redução de volume.