Assumindo que a lei de Raoult possa ser aplicada, faça os seguintes cálculos para o sistema Benzeno (1) / Tolueno (2):
Por que a lei de Raoult pode ser considerada um ótimo modelo de ELV para esse sistema em específico?

Passo 1

O enunciado trata de um sistema binário formado por benzeno (1) e tolueno (2) e pede para justificar por que, ao descrever o equilíbrio líquido‐vapor (ELV), podemos usar a lei de Raoult como um “ótimo modelo” para esse par de componentes. Vamos precisar entender o conceito de solução ideal e as hipóteses por trás da lei de Raoult.

Passo 2

A lei de Raoult afirma que, em solução ideal, a pressão parcial de cada componente i na fase vapor é dada por
p_i \;=\; x_i\,p_i^{\text{sat}},
onde x_i é a fração molar de i no líquido e p_i^{\text{sat}} é a pressão de vapor pura de i à mesma temperatura. As hipóteses de solução ideal exigem que não haja interações específicas (como ligações de hidrogênio) que diferenciem as interações 1\!-\!1, 2\!-\!2 e 1\!-\!2. Em tal caso, o calor de mistura \Delta H_{\text{mix}} e o volume de mistura \Delta V_{\text{mix}} são praticamente nulos.

Passo 3

No sistema benzeno/tolueno:
  1. As duas moléculas são não polares e de tamanho e geometria muito semelhantes (a diferença é apenas um grupo metil a mais no tolueno).
  2. Ambas interagem principalmente por forças de dispersão de London, sem interações específicas adicionais.
  3. Experimentalmente, verifica-se que \Delta H_{\text{mix}}\approx 0 e \Delta V_{\text{mix}}\approx 0 em toda a faixa de composição.
Esses fatores fazem com que as interações cruzadas 1\!-\!2 sejam praticamente iguais às interações 1\!-\!1 e 2\!-\!2, garantindo comportamento ideal.

Resposta

A lei de Raoult é um ótimo modelo para o sistema benzeno/tolueno porque as moléculas são muito parecidas em tamanho e polaridade, interagem basicamente por forças de dispersão idênticas e apresentam \Delta H_{\text{mix}} e \Delta V_{\text{mix}} desprezíveis, satisfazendo as condições de solução ideal.

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