Para cada componente de cada uma das soluções líquidas vistas a seguir, indique se ele obedece aproximadamente à lei de Raoult, à lei de Henry, ou a nenhuma das duas:
;
Passo 1
Enunciado e dados importantes (o que o problema pede):\n
- Temos uma solução binária com as frações molares
, e .\n - A pergunta: para cada componente (ou seja, para
e para ) indique se ele obedece aproximadamente à lei de Raoult, à lei de Henry, ou a nenhuma das duas.\n
(Anota: não foram fornecidos valores numéricos de pressões de vapor nem constantes; só as frações molares e as identidades químicas.)
Passo 2
O que é a lei de Raoult e quando se usa (aulas rápidas e sem mistério):\n
- Fórmula da lei de Raoult para um componente
quando ela é válida:
onde:\n
-
é a pressão parcial do componente na fase vapor;\n -
é a fração molar do componente na fase líquida;\n -
é a pressão de vapor do líquido puro à mesma temperatura.\n - Interpretação e condição: Raoult vale bem quando a solução é “ideal” ou muito próxima disso — ou seja, quando as interações molécula–molécula entre pares iguais (A–A, B–B) e entre pares diferentes (A–B) são semelhantes. Em prática de prova, o componente que é o solvente (o que tem
perto de ) tende a obedecer Raoult aproximadamente, mesmo que haja alguma não idealidade pequena.
Passo 3
O que é a lei de Henry e quando se usa (jeito prático):\n
- Fórmula da lei de Henry para um soluto
em baixa concentração:
onde:\n
-
é a pressão parcial do soluto na fase vapor;\n -
é a fração molar do soluto na fase líquida;\n -
é a constante de Henry (valor que depende da substância e da temperatura), que corresponde à “pressão efetiva do soluto na diluição infinita”.\n - Interpretação e condição: Henry descreve bem o comportamento de um componente presente em pequena fração (soluto diluído), independentemente de o sistema ser muito ideal ou não. Em provas, quando
costuma-se aplicar Henry para o componente minoritário.
Passo 4
Regra rápida e prática usada em exames (resumo operativo):\n
- Componente com
muito próximo de → normalmente trata-se do solvente: use Raoult para estimar sua pressão parcial.\n - Componente com
muito próximo de → normalmente trata-se do soluto diluído: use Henry para estimar sua pressão parcial.\n
Isso é válido como aproximação quando não há uma não idealidade gigantesca.
Passo 5
Propriedades químicas dos componentes e como isso afeta a idealidade (por que pensar nisso):\n
-
(metanol) é uma molécula polar que faz ligações de hidrogênio — fortes interações entre moléculas de metanol.\n -
(tetracloreto de carbono) é apolar; as interações com metanol são muito diferentes das interações metanol–metanol.\n - Consequência qualitativa: mistura metanol +
tende a ser não ideal (as interações A–B são bem diferentes), o que causa desvios da lei de Raoult/Henry. Normalmente espera-se desvios perceptíveis, possivelmente desvio positivo (pressão total maior que a ideal) porque as moléculas diferentes não “se atraem” tanto quanto as iguais. Mas mesmo assim, às concentrações extremas (um componente quase puro e outro em traço) as aproximações clássicas continuam úteis como primeira estimativa.
Passo 6
Aplicação direta aos dados do problema (passo a passo até a conclusão):\n
- Olhe as frações molares:
— ou seja, metanol é o componente majoritário (solvente). Pela regra prática do Passo 4, o solvente costuma obedecer aproximadamente à lei de Raoult. Em termos de pressão parcial:
Mesmo com alguma não idealidade por causa das interações diferentes, como
é muito próximo de
, essa aproximação por Raoult é razoável em muitas situações de prova.\n
- Para
: — é o componente minoritário (soluto diluído). Pela regra do Passo 4, aplicamos Henry para o soluto em diluição. Em termos de pressão parcial:
onde
é a constante de Henry apropriada. Como
é apolar num solvente polar, a lei de Henry costuma ser uma descrição apropriada do comportamento do soluto em baixa concentração (a magnitude de
é que pode ser alta ou baixa dependendo da volatilidade relativa). Se as interações A–B fossem extremamente fortes ou ocorressem complexações, aí sim poderíamos dizer “nenhuma das duas”, mas não há indicação disso no enunciado.\n
- Conclusão prática: metanol (com
) → Raoult aproximadamente; (com ) → Henry aproximadamente. Dá para justificar isso rápido na prova: majoritário → Raoult; minoritário → Henry. Se o enunciado pedisse refinamento, comentaríamos os desvios por diferença de polaridade.
Passo 7
Dica final para a prova (motivação e truque rápido):\n
- Quando estiver em dúvida e as frações molares forem extremas, use a regra “solvente ≈ Raoult, soluto ≈ Henry” como resposta rápida e explique brevemente que essa é uma aproximação de diluição. Se o sistema for quimicamente conhecido por formar fortes complexos ou ligar-se quimicamente, aí dê “nenhuma das duas” e justifique com essa reação/complexação — caso contrário, a regra vale bem.\n
- Força aí: você já tem o critério prático para várias questões desse tipo — basta identificar qual componente é majoritário.