Em um béquer foram misturados benzeno e tolueno a
. Faça o que se pede:
Dados: Pv
puro
Torr e Pv Tolueno puro
Torr.
Determine a pressão de vapor dessa mistura onde a fração molar do benzeno (
) na mistura é 0,7. Ou seja, calcule o PvBenzeno, PvTolueno e Pt
Dados: Pv
Determine a pressão de vapor dessa mistura onde a fração molar do benzeno (
Passo 1
O enunciado dá uma mistura líquida de benzeno e tolueno a
e pede que se calcule as pressões parciais e a pressão total do vapor acima da mistura quando a fração molar do benzeno na fase líquida é
.
Informações fornecidas:
-
(fração molar do benzeno na mistura líquida). - Pressão de vapor do benzeno puro a
: . - Pressão de vapor do tolueno puro a
: .
O que o enunciado pede explicitamente:
- Calcular
(pressão parcial do benzeno), - Calcular
(pressão parcial do tolueno), - Calcular
(pressão total do vapor acima da mistura).
Passo 2
Conceito e fórmula que vamos usar (explicação didática):
- Para uma solução ideal de dois líquidos voláteis a uma temperatura fixa, vale a lei de Raoult: a pressão parcial de cada componente sobre a solução é igual à fração molar do componente na fase líquida multiplicada pela pressão de vapor do componente puro à mesma temperatura.
- Em notação:
onde:
-
é a pressão parcial do componente na mistura (unidade: Torr aqui), -
é a fração molar do componente na fase líquida (adimensional), -
é a pressão de vapor do componente puro à temperatura considerada (Torr). - Intuição curta: quanto maior a fração molar de um componente no líquido, maior a sua “tendência” a evaporar, proporcionalmente à sua pressão de vapor como líquido puro.
- A pressão total do vapor acima da mistura é a soma das pressões parciais (Lei de Dalton):
Passo 3
Calcular a fração molar do tolueno na fase líquida. Como só há dois componentes:
Passo 4
Calcular a pressão parcial do benzeno usando Raoult:
Fazendo a conta manual (passo a passo):
, então dividindo por
(porque multiplicamos por
) dá
Passo 5
Calcular a pressão parcial do tolueno usando Raoult:
Conta manual:
, dividindo por
(porque multiplicamos por
):
Passo 6
Calcular a pressão total somando as pressões parciais (Lei de Dalton):
Somando:
Passo 7
Observações finais rápidas e dica para prova:
- Verifique sempre unidade (aqui todas em Torr, então somamos diretamente).
- Se for pedido arredondamento, escolha algarismos significativos coerentes com dados (por exemplo dois decimais mantidos). Se quiser uma resposta com menos casas, pode arredondar para
. - Se a mistura não for ideal, a lei de Raoult pode falhar; mas em muitos exercícios introdutórios assume-se idealidade.