Os componentes A e B estão em equilíbrio líquido-vapor. Inicialmente, 1 mol de líquido (
e
de vapor (
) estão presentes.
a) Qual é a fração molar total do componente A no sistema inicialmente?
b)
de A é então adicionado e o sistema entra em equilíbrio à mesma temperatura e pressão. Qual é a fração molar final do componente A no sistema?
c) Qual das seguintes afirmações está correta para alcançar o estado final?
i. A quantidade de líquido aumenta.
ii. A quantidade de líquido diminui.
iii. A concentração de A na fase gasosa aumenta.
iv. A concentração de A na fase líquida aumenta.
a) Qual é a fração molar total do componente A no sistema inicialmente?
b)
c) Qual das seguintes afirmações está correta para alcançar o estado final?
i. A quantidade de líquido aumenta.
ii. A quantidade de líquido diminui.
iii. A concentração de A na fase gasosa aumenta.
iv. A concentração de A na fase líquida aumenta.
Passo 1
Temos uma mistura de dois componentes A e B em equilíbrio líquido–vapor à temperatura e pressão fixas. Inicialmente há 1 mol de fase líquida com
e 0,1 mol de fase vapor com
.
a) Pedem a fração molar total de A no sistema inicial.
b) Pedem a fração molar total de A após adicionar 0,5 mol de A e deixar recompor o equilíbrio (mantendo e
).
c) Precisamos determinar quais mudanças ocorrem na quantidade de líquido e nas concentrações de A nas fases para atingir o estado final.
a) Pedem a fração molar total de A no sistema inicial.
b) Pedem a fração molar total de A após adicionar 0,5 mol de A e deixar recompor o equilíbrio (mantendo
c) Precisamos determinar quais mudanças ocorrem na quantidade de líquido e nas concentrações de A nas fases para atingir o estado final.
Para resolver usaremos balanço de massa global em A e a regra da alavanca (lever rule), sabendo que as composições das fases permanecem
e
.
Passo 2
Calcular a fração molar total de A inicialmente.
Moles de A na fase líquida:
Moles de A na fase líquida:
Moles de A na fase vapor:
Moles totais de A:
Moles totais no sistema:
Logo, a fração molar inicial de A é
Passo 3
Após adicionar 0,5 mol de A, os moles totais ficam
e os moles totais de A passam a ser
A nova fração molar global de A é
Passo 4
Para o sistema em equilíbrio mantêm–se
e
. Aplicando a lever rule:
Como
, temos
Passo 5
Comparando fases inicial e final:
– Fase líquida: passou de mol para
mol → diminuiu.
– As frações molares em cada fase permanecem e
→ não mudam.
Logo, a única afirmação correta é que a quantidade de líquido diminui (opção ii).
– Fase líquida: passou de
– As frações molares em cada fase permanecem
Logo, a única afirmação correta é que a quantidade de líquido diminui (opção ii).
Resposta
a)
b)
c) ii. A quantidade de líquido diminui.
b)
c) ii. A quantidade de líquido diminui.