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
O enunciado pede: para cada componente da solução formada por
e
com frações molares
) e
), indique se cada componente obedece aproximadamente à lei de Raoult, à lei de Henry, ou a nenhuma das duas.
Informações dadas: ) e ). Não há outras informações numéricas (pressões de vapor puras, constantes de Henry, etc.), então a decisão deve basear-se no tipo de interação entre as moléculas e na composição (se há ou não diluição).
Informações dadas: ) e ). Não há outras informações numéricas (pressões de vapor puras, constantes de Henry, etc.), então a decisão deve basear-se no tipo de interação entre as moléculas e na composição (se há ou não diluição).
Passo 2
O que é a lei de Raoult (fórmula e interpretação)?
A lei de Raoult para uma solução ideal diz que a pressão parcial do componente no vapor é
A lei de Raoult para uma solução ideal diz que a pressão parcial do componente
onde
é a pressão parcial de
sobre a solução,
é a fração molar de
na fase líquida e
é a pressão de vapor do líquido puro
.
Interpretação didática: Raoult vale quando as moléculas de interagem com as de
de maneira muito semelhante às interações entre moléculas iguais — isto é, quando a mistura se comporta como uma solução ideal. Nesse caso cada componente “vaporiza” como se estivesse rodeado por cópias suas, proporcionalmente à sua fração molar.
Interpretação didática: Raoult vale quando as moléculas de
Passo 3
O que é a lei de Henry (fórmula e interpretação)?
A lei de Henry, na forma usada para soluções líquidas diluídas, é
A lei de Henry, na forma usada para soluções líquidas diluídas, é
onde
é a pressão parcial do soluto
sobre a solução,
é a fração molar de
na fase líquida (normalmente pequena) e
é a constante de Henry do soluto
(uma constante que depende da substância e da temperatura).
Interpretação didática: Henry vale para o soluto quando ele está em diluição (ou seja, pequeno) e quando as interações soluto–solvente são bem diferentes das interações soluto–soluto; então a pressão parcial não segue
mas sim uma constante proporcional à fração molar com constante
.
Interpretação didática: Henry vale para o soluto quando ele está em diluição (ou seja,
Passo 4
Critérios práticos para decidir qual lei se aplica (resumo útil para prova):
- Se a mistura é aproximadamente ideal (interações diferentes muito pequenas), cada componente obedece aproximadamente à lei de Raoult para toda a faixa de composição.
- Se um componente está em diluição (fração molar muito pequena) e há diferença nas interações, esse componente tende a obedecer à lei de Henry (como soluto).
- Se existem fortes interações específicas (ligações de hidrogênio, complexação, grande polaridade entre diferentes espécies), a mistura pode apresentar desvios grandes e então “nenhuma das duas” descreve bem o comportamento simples.
Passo 5
Aplicando os critérios à mistura
+
: natureza molecular e composição.
- Ambas as moléculas,
e , são essencialmente apolares e as forças intermoleculares dominantes são forças de dispersão (van der Waals). - Tamanhos e tipos de interação são relativamente semelhantes entre elas; não há ligações de hidrogênio nem fortes polaridades que criem interações muito diferentes.
- A fração molar de cada componente é significativa (
e ), ou seja, nenhuma das duas está em diluição extrema.
Esses três pontos juntos indicam que as interações entre moléculas diferentes são parecidas com as interações entre iguais, e a mistura tende a se comportar como uma solução quase ideal.
Passo 6
Conclusão lógica e final (como usar na prova):
- Porque as duas substâncias são quimicamente semelhantes (apolares, forças de dispersão semelhantes) e porque nenhuma está em diluição, a mistura se comporta aproximadamente como uma solução ideal. Logo, na prática e para estimativas em prova, cada componente obedece aproximadamente à lei de Raoult.
Dica prática para prova: se você reconhecer pares de apolares semelhantes e composições não-diluídas, prefira Raoult para ambos; reserve Henry para o caso claro de um soluto em baixa concentração.