Dados de equilíbrio líquido-vapor para mistura de acetona (A) e etanol a 1 atm são mostrados na seguinte tabela:
T( ^circ C) 78,3 67,3 65,9 63,6 61,8 60,4 59,1 58,0 57,0 56,1
xA 0,000 0,250 0,300 0,400 0,500 0,600 0,700 0,800 0,900 1,000
yA 0,000 0,478 0,524 0,605 0,674 0,739 0,802 0,865 0,929 1,00
Use os dados para construir um diagrama Txy para este sistema.

Passo 1

Beleza, o enunciado pede para construirmos o diagrama T–x–y (chamado de diagrama de equlíbrio líquido–vapor) para a mistura de acetona (A) e etanol (B) a 1 atm. Isso faz parte de Físico-Química (diagramas de VLE). Para resolver precisamos:
  1. Entender o que é ponto de bolha (bubble point) e ponto de orvalho (dew point).
  2. Usar os dados de temperatura T, fração molar líquida xA e fração molar vaporosa yA.
  3. Plotar duas curvas em um gráfico: T vs. xA (bolha) e T vs. yA (orvalho).

Passo 2

Primeiro, a teoria dos pontos de bolha:
– O ponto de bolha é a temperatura em que uma mistura líquida começa a formar bolhas de vapor.
– Para cada composição líquida xA há uma T associada em que isso ocorre.
Do enunciado, temos os pares ( xA,,T):
(0,000; 78,3 °C), (0,250; 67,3 °C), (0,300; 65,9 °C), (0,400; 63,6 °C), (0,500; 61,8 °C), (0,600; 60,4 °C), (0,700; 59,1 °C), (0,800; 58,0 °C), (0,900; 57,0 °C), (1,000; 56,1 °C).

Passo 3

Agora, a teoria dos pontos de orvalho:
– O ponto de orvalho é a temperatura em que uma mistura de vapor começa a formar gotinhas de líquido.
– Para cada composição de vapor yA há uma T associada.
Do enunciado, os pares ( yA,,T) são:
(0,000; 78,3 °C), (0,478; 67,3 °C), (0,524; 65,9 °C), (0,605; 63,6 °C), (0,674; 61,8 °C), (0,739; 60,4 °C), (0,802; 59,1 °C), (0,865; 58,0 °C), (0,929; 57,0 °C), (1,000; 56,1 °C).

Passo 4

Hora de montar o gráfico T–x–y:
  1. Desenha um sistema de eixos: fração molar no eixo horizontal (0 a 1) e temperatura no vertical (cerca de 56 °C a 79 °C).
  2. Plota os pontos da curva de bolha: cada ( xA, T).
  3. Plota os pontos da curva de orvalho: cada ( yA, T).
  4. Conecta cada conjunto com linhas suaves (curvas contínuas), formando a curva inferior (bolha) e a curva superior (orvalho).
Dica: a curva de orvalho sempre fica acima da de bolha, formando uma “banda” onde, entre as duas, existe mistura líquido + vapor. Fora dessa banda está puro líquido (acima) ou puro vapor (abaixo).

Resposta

O diagrama T–x–y para acetona (A) + etanol (B) a 1 atm é obtido traçando as duas curvas abaixo:
• Curva de bolha: (0,000; 78,3 °C) → (0,250; 67,3 °C) → (0,300; 65,9 °C) → … → (1,000; 56,1 °C)
• Curva de orvalho: (0,000; 78,3 °C) → (0,478; 67,3 °C) → (0,524; 65,9 °C) → … → (1,000; 56,1 °C)
Basta plotar esses pontos em um gráfico T vs. fração molar e unir suavemente. Você terá a típica forma de cuia, sem azeótropo (as curvas só se encontrarem nos extremos x = 0 e x = 1).

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