Qual é a composição do vapor que está em equilíbrio com uma mistura líquida com a composição descrita a seguir, a 250K? Qual é a pressão? Admita comportamento ideal
Componente | Fração molar | |
---|---|---|
Propileno | 0,1 | 0,242 |
Propano | 0,25 | 0,482 |
n-Butano | 0,2 | 0,069 |
Isobutano | 0,35 | 0,196 |
n-Pentano | 0,1 | 0,0067 |
Passo 1
Beleza, vamos lá! Você me perguntou sobre como encontrar a composição do vapor que está em equilíbrio com uma mistura líquida a 250 K, além de descobrir a pressão total. A gente vai usar conceitos de Equilíbrio de Fases e a Lei de Raoult, que trata de soluções ideais. Basicamente, precisamos saber como os diferentes componentes da mistura se distribuem entre a fase líquida e a fase vapor quando estão em equilíbrio.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar o que é a Lei de Raoult. Ela diz que, para cada componente em uma solução ideal, a pressão parcial no vapor (
) é igual à fração molar no líquido (
) multiplicada pela pressão de vapor do componente puro (
):
Isso nos ajuda a calcular a pressão parcial de cada componente no vapor.
Passo 3
Agora, vamos identificar os dados que temos:
-
Fração molar no líquido (
): - Propileno: 0,1
- Propano: 0,25
- n-Butano: 0,2
- Isobutano: 0,35
- n-Pentano: 0,1
-
Pressão de vapor (
) a 250 K: - Propileno: 0,242 atm
- Propano: 0,482 atm
- n-Butano: 0,069 atm
- Isobutano: 0,196 atm
- n-Pentano: 0,0067 atm
Passo 4
Vamos calcular a pressão parcial (
) de cada componente usando a fórmula da Lei de Raoult:
Passo 5
Com as pressões parciais, vamos somar todas elas para obter a pressão total (
) do vapor:
Arredondando, temos aproximadamente 0,227 atm.
Passo 6
Agora, para encontrar a fração molar no vapor (
) de cada componente, usamos a fórmula:
Vamos calcular cada um:
Resposta
A composição do vapor em equilíbrio a 250 K é aproximadamente:
- Propileno: 10,66%
- Propano: 53,14%
- n-Butano: 6,07%
- Isobutano: 30,20%
- n-Pentano: 0,29%
E a pressão total do vapor é 0,227 atm.