Para cada componente de cada uma das soluções vistas a seguir, indique se ele obedece aproximadamente à lei de Raoult, à lei de Henry ou a nenhuma.
de
mais
de
.
Passo 1
O enunciado pede que, para cada componente da solução dada, eu indique se ele obedece aproximadamente à lei de Raoult, à lei de Henry ou a nenhuma.
Dados fornecidos no enunciado:
em quantidade
mol e
em quantidade
mol. O problema não fornece pressões de vapor ou constantes de Henry, então a decisão deve ser baseada nas características químicas e nas proporções da mistura.
Passo 2
Lembrete didático: o que significam as duas leis que aparecem na questão? Vou explicar de forma bem tranquila, devagarinho.
- Lei de Raoult (para uma solução ideal): para cada componente
da solução, a pressão parcial acima da solução é proporcional à fração molar do componente na fase líquida e à pressão de vapor do componente puro:
onde:
-
é a pressão parcial do componente na fase vapor; -
é a fração molar do componente na fase líquida; -
é a pressão de vapor do componente na sua forma pura (à mesma temperatura).
Raoult funciona bem quando as moléculas A e B interagem entre si de forma muito parecida com as interações A–A e B–B — ou seja, quando os componentes são quimicamente e fisicamente semelhantes. Em termos práticos: misturas entre substâncias muito parecidas tendem a ser aproximadamente ideais.
- Lei de Henry (para um soluto em baixa concentração): para um componente
que está presente em baixíssima fração molar (soluto diluído), muitas vezes a relação entre e é linear, mas a constante de proporcionalidade é a constante de Henry , não a pressão de vapor do puro:
onde
é a constante de Henry do soluto no solvente considerado. Henry é usada quando o soluto interage de maneira diferente com o solvente (não similar) e, especialmente, quando o soluto está em concentração muito baixa (limite de diluição infinita).
Importante: Raoult é um caso de comportamento “ideal” (bom para ambos os componentes quando semelhantes e presentes em frações significativas). Henry é apropriada para o componente que atua como soluto em diluição extrema e cuja interação com o solvente é diferente.
Passo 3
Calculemos as frações molares (isso ajuda a ver se um componente é “muito diluído” ou não). Total de mols:
Frações molares:
Observação: nenhum dos componentes está em diluição extremamente baixa — a menor fração é
, que não é “infinitamente pequena”.
Passo 4
Agora vou aplicar o raciocínio físico-químico: comparar estruturas e prever tipo de comportamento.
-
(tolueno) e (etilbenzeno) são moléculas muito parecidas: ambas são aromáticas, apolares, com tamanhos e forças intermoleculares (forças de dispersão de London) similares. Não há grupos polares ou ligações de hidrogênio que façam uma interação A–B radicalmente diferente das interações A–A ou B–B. Em resumo: as interações entre moléculas diferentes (tolueno–etilbenzeno) são muito próximas das interações entre moléculas iguais.
Quando isso acontece, é razoável esperar comportamento próximo ao ideal, ou seja, Raoult vale aproximadamente para ambos os componentes. Além disso, como mostrei no Passo 3, nenhum dos componentes está em diluição extremamente baixa, então não faz sentido aplicar Henry a um “soluto” em limite de diluição infinita.
Passo 5
Exemplificando para fixar: misturas como benzeno–tolueno ou tolueno–etilbenzeno costumam ter desvios pequenos das leis de Raoult (experimentalmente verificável), ao contrário de misturas fortes polar/apolar ou com ligações específicas onde aparecem grandes desvios (essas seriam situações “nenhuma das duas” para comportamento ideal simples). Aqui não temos razão para invocar Henry nem para dizer que nenhuma lei se aplica — o comportamento esperado é aproximadamente ideal.
Passo 6
Resumo do raciocínio de prova: calcule frações molares para ver se há diluição extrema; compare estruturas e polaridades para julgar semelhança das interações; se forem semelhantes e presentes em quantidades significativas, escolha Raoult para ambos; se um componente estivesse em traço (muito pequeno) e interações diferentes, pensaria em Henry. Respira fundo — essa é a lógica que o examinador espera.