Considere uma mistura de benzeno (componente 1) e tolueno (componente 2). A mistura líquida tem as seguintes frações molares de 0,33 para o benzeno e 0,67 para o tolueno? A
esses componentes têm as seguintes pressões:
Torr e
Torr. Qual é a composição deste vapor? Qual dos compostos é mais volátil, justifique sua resposta
Passo 1
Beleza, o exercício quer a composição molar do vapor (isto é,
e
) de uma mistura líquida de benzeno (componente 1) e tolueno (componente 2), sabendo que na fase líquida
e
. A 20 °C as pressões de vapor dos puros são
Torr e
Torr. O conteúdo aqui é Equilíbrio Líquido–Vapor ideal, usando a Lei de Raoult e definição de fração molar no vapor:
- Lei de Raoult:
- Pressão total:
- Fração molar no vapor:
Passo 2
Vamos achar as pressões parciais usando Raoult.
Para o benzeno (1):
Para o benzeno (1):
Para o tolueno (2):
Aqui a gente usou a ideia de que, em solução ideal, cada componente “puxa” sua pressão de vapor como se estivesse puro, só que reduzida pela sua fração molar.
Passo 3
Agora somamos pra achar a pressão total do vapor:
Passo 4
A fração molar de cada componente no vapor é
Passo 5
O componente mais volátil é aquele com maior pressão de vapor pura, porque ele “foge” mais fácil pro vapor. Aqui
Torr (benzeno) é bem maior que
Torr (tolueno), logo o benzeno é mais volátil.
Resposta
y₁ (benzeno) ≈ 0,627; y₂ (tolueno) ≈ 0,373.
O benzeno é mais volátil porque sua pressão de vapor pura ( Torr) é maior que a do tolueno (
Torr).
O benzeno é mais volátil porque sua pressão de vapor pura (