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Neste documento, aprenda sobre o equilíbrio líquido-vapor e as leis de raoult e dalton. Saiba como calcular as pressões parciais de vapor e as frações molares de componentes em uma mistura binária, além de determinar os pontos de ebulição e orvalho. Aprenda a construir diagramas de equilíbrio líquido-vapor para sistemas binários, como metanol e etanol.
O que você vai aprender
Tipologia: Manuais, Projetos, Pesquisas
1 / 7
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Prof. Antonio Carlos da Silva
Conforme Apresentação e videoaula postados:
Para uma mistura binária de substâncias, pela Lei de Raoult:
𝟏
𝟏
𝟏
𝟎
ou 𝑷
𝟏
𝟏
𝟎
𝟐
𝟐
𝟎
i
... Pressão parcial do componente i na fase vapor
x i
... Fração molar do componente i na fase líquido
i
0
... Pressão de vapor do componente i puro
P ... Pressão total
𝟏
𝟐
𝟏
𝟎
𝟐
𝟎
𝟐
𝟎
𝟏
𝟎
𝟐
𝟎
Para uma mistura binária de substâncias, pela Lei de Dalton:
𝟏
𝟏
. 𝑷 ou 𝑷
𝟏
𝟐
yi ... Fração molar do componente i na fase vapor
𝟏
𝟏
𝟎
𝟏
𝟎
𝟐
𝟎
𝟏
𝟎
𝟐
𝟎
𝟏
𝟎
𝟐
𝟎
𝟏
𝟎
𝟐
𝟎
𝟏
𝟎
𝟏
𝟏
𝟎
𝟐
𝟐
𝟎
As equações de x e y podem ser plotadas em um diagrama Temperatura x Composição:
T
x, y
Região de vapor
Região de líquido
Região de equilíbrio
líquido-vapor
0 1
Teb 1
Teb 2
Curva dos
pontos de bolha
Curva dos pontos
de orvalho
0
... Pressão de vapor do componente puro (mmHg)
T ... Temperatura (
o
A, B, C ... constantes para cada substância
Exemplo:
Substância A B C
Metanol 7,87863 1473,11 230
Etanol 8,04494 1554,3 220,
Benzeno 6,90595 1211,033 220,
Tolueno 6,95464 1344,8 219,
Exemplo: determine os pontos de ebulição de Benzeno e Tolueno, na pressão normal de 760 mmHg.
A pressão de vapor é uma propriedade da substância que depende da temperatura. Aumentando-se a
temperatura a pressão de vapor aumenta. Quando a pressão de vapor se iguala à pressão total no sistema
em equilíbrio líquido vapor, a substância pura entra em ebulição.
Benzeno: log Po = 6,90595 - 1211,033/(220,79+Teb B
) = log 760 ... Teb B
o
C (mais volátil)
Tolueno: log P
o
= 6,95464 - 1344,8/(219,482+Teb T
) = log 760 ... Teb T
o
Exemplo: construa o diagrama de equilíbrio líquido vapor para o sistema Benzeno e Tolueno a 760 mmHg.
Arquivo Excel
Para uma mistura com composição 0,35, inicialmente a 70
o
C, submetida a aquecimento, quais os pontos
de bolha e orvalho?
bolha
= 96,5 C e T orvalho
Para uma mistura com composição 0,72, inicialmente a 110
o
C, submetida a resfriamento, quais os pontos
de bolha e orvalho?
orvalho
= 92 C e T bolha
Para uma mistura com composição 0,40, se for aquecida até 98
o
C, quais as composições das fases L e V e
quais as quantidades presentes no líquido e no vapor?
x = 0,32 e y = 0,52 / fração de vapor: 0,4 e fração de líquido: 0,
Construa o diagrama de equilíbrio líquido vapor para o sistema metanol e etanol.
o
T = 32,06 mm Hg e P
o
B = 103,01 mm Hg
a) 3 mol T + 2 mol B
x T
= 3/5 = 0,6 e x B
B
= x B
B
o
B
= 0,4.103,1 = 41,204 mmHg e P T
= x T
T
o
T
= 0,6.32,06 = 19,326 mmHg
B
T
= 41,204 + 19,236 ... P = 60,44 mmHg
b) Quando se foram os primeiros traços de vapor: Ponto de bolha.
B
= y B
.P ... y B
= 41,204/60,44 ... y B
= 0,68 e P T
= y T
.P ... y T
= 19,326/60,44 ... y T
c) Quando desaparece o último traço de vapor: Ponto de orvalho (praticamente 100% de vapor,
portanto a composição do vapor é igual à composição inicial da mistura)
y T
= 0,6 (3 mol de T e 2 mol de B no estado de vapor)
y B
1/P = y B
o
B
o
T
1/P = 0,4/103,01 + 0,6/32,06 ... P = 44,25 mm Hg
d) P T
= y T
.P ... PT = 0,6.44,25 ... PT = 26,55 mmHg
T
= x T
T
o
… 26,55= x T
.32,06 … x T
B
= y B
.P ... PB = 0,4.44,25 … PB = 17,7 mm Hg
B
= x B
B
o
… 17,7 = x B
.103,01 … x B
A
o
= 200 mmHg e P B
o
= 75 mmHg
No vapor A 50 mol porcento
