Os componentes A e B estão em equilíbrio líquido-vapor. Inicialmente, 1 mol de líquido (
e
de vapor (
) estão presentes.
de A é então adicionado e o sistema entra em equilíbrio à mesma temperatura e pressão.
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.
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
Beleza, o enunciado diz que temos um sistema A–B em equilíbrio líquido–vapor a T e P fixos.
Inicialmente:
Inicialmente:
- Líquido: 1 mol, com
- Vapor: 0{,}1 mol, com
Aí a gente adiciona 0{,}5 mol de A puro e espera de novo o equilíbrio na mesma T e P.
O que perguntam é quais afirmações são verdadeiras entre:
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
Conteúdo: equilíbrio de fases (curvas de bolha e orvalho) e regra da alavanca. Vamos precisar da relação
e da regra da alavanca para achar frações de fase.
Passo 2
Teoria rápida: a cada par (T,P) existe uma única composição de bolha
e de orvalho
. Como inicial estamos em equilíbrio com
essas são justamente as composições de bolha e orvalho no nosso T e P. Quando adicionamos A, essas composições não mudam, pois a curva de bolha e de orvalho é fixa em T,P. Logo no novo equilíbrio:
Isso já dá que nem iii nem iv são verdadeiras, pois as frações
e
permanecem iguais.
Passo 3
Agora, o que muda é a quantidade de cada fase. Vamos usar a regra da alavanca em termos de fração global de A:
Total de mols final
Total de A final
Fraçao global de A (z):
Total de mols final
Total de A final
Fraçao global de A (z):
Regra da alavanca para fração de líquido
:
Passo 4
Então a quantidade de líquido final em mols é
Compare com o inicial (1 mol): diminuiu.
Resposta
ii. A quantidade de líquido diminui.
(iii e iv são falsas, pois e
permanecem 0,4 e 0,7.)
(iii e iv são falsas, pois