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:
x_{\mathrm{CCl}_{4}}=0,4, x_{\mathrm{CS}_{2}}=0,6.

Passo 1

O enunciado pede: para cada componente da solução formada por \mathrm{CCl}_4 e \mathrm{CS}_2 com frações molares \(x_{\mathrm{CCl}_4}=0,4) e \(x_{\mathrm{CS}_2}=0,6), indique se cada componente obedece aproximadamente à lei de Raoult, à lei de Henry, ou a nenhuma das duas.
Informações dadas: \(x_{\mathrm{CCl}_4}=0,4) e \(x_{\mathrm{CS}_2}=0,6). 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 i no vapor é
p_i = x_i\, p_i^*,
onde p_i é a pressão parcial de i sobre a solução, x_i é a fração molar de i na fase líquida e p_i^* é a pressão de vapor do líquido puro i.
Interpretação didática: Raoult vale quando as moléculas de i interagem com as de j 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.

Passo 3

O que é a lei de Henry (fórmula e interpretação)?
A lei de Henry, na forma usada para soluções líquidas diluídas, é
p_j = x_j\, k_j,
onde p_j é a pressão parcial do soluto j sobre a solução, x_j é a fração molar de j na fase líquida (normalmente pequena) e k_j é a constante de Henry do soluto j (uma constante que depende da substância e da temperatura).
Interpretação didática: Henry vale para o soluto quando ele está em diluição (ou seja, x_j pequeno) e quando as interações soluto–solvente são bem diferentes das interações soluto–soluto; então a pressão parcial não segue p_j=x_j p_j^* mas sim uma constante proporcional à fração molar com constante k_j.

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 \mathrm{CCl}_4 + \mathrm{CS}_2: natureza molecular e composição.
  • Ambas as moléculas, \mathrm{CCl}_4 e \mathrm{CS}_2, 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 ( x_{\mathrm{CCl}_4}=0,4 e x_{\mathrm{CS}_2}=0,6), 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.

Resposta

\mathrm{CCl}_4: lei de Raoult
\mathrm{CS}_2: lei de Raoult

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