Destrinchando o Diagrama. De acordo com a tabela abaixo construa os seguintes diagramas.
versus
Tabela 2 - Dados de equilíbrio líquido vapor do sistema binário 1-butanol (1) + clorobenzeno (2).
Tabela 2 - Dados de equilíbrio líquido vapor do sistema binário 1-butanol (1) + clorobenzeno (2).
Temperatura(K) | Pressão (mmHg) |
|
|
|
|
Volatilidade <br> relativa |
---|---|---|---|---|---|---|
396.57 | 760 | 0.1065 | ||||
393.94 | 760 | 0.1700 | ||||
391.60 | 760 | 0.2646 | ||||
390.15 | 760 | 0.3687 | ||||
389.03 | 760 | 0.5017 | ||||
388.66 | 760 | 0.6091 | ||||
388.57 | 760 | 0.7171 | ||||
388.84 | 760 | 0.8030 | ||||
389.16 | 760 | 0.8547 | ||||
389.54 | 760 | 0.8989 | ||||
389.96 | 760 | 0.9379 | ||||
390.39 | 760 | 0.9627 |
Fonte: CHIAVONE-FILHO Prática Computacional de Termodinâmica do Equilíbrio.
Tabela das constantes de Antoine.
Tabela das constantes de Antoine.
Componente | Butanol | 1,4 Clorobenzeno |
---|---|---|
|
17,091 | 16,5434 |
|
|
|
|
177,042 | 230,00 |
Passo 1
Tranquilo, o problema é o seguinte: temos um sistema binário 1-butanol (1) + clorobenzeno (2) a pressão total constante de 760 mmHg. A tabela já dá várias temperaturas (em K) e composições líquidas
. A tarefa é montar o diagrama
versus
(fração molar na fase vapor).
Conteúdo: equilíbrio líquido-vapor, Lei de Raoult e equação de Antoine. Vamos precisar:
Conteúdo: equilíbrio líquido-vapor, Lei de Raoult e equação de Antoine. Vamos precisar:
- Converter
de K para °C; - Calcular as pressões de saturação
via Antoine; - Aplicar Raoult + Dalton para achar
; - Montar a tabela de
e plotar.
Passo 2
Primeiro, converte a temperatura em °C:
Depois, pra cada componente usamos Antoine (com logaritmo natural):
com os parâmetros
da tabela.
Passo 3
Com
e
em mãos, na fase vapor temos, pela Lei de Raoult e Dalton:
Passo 4
Vamos ver o cálculo do primeiro ponto (T = 396,57 K,
):
-
°C.
$$P_1^{\rm sat}=\exp\Bigl(17{,}091-\tfrac{3082{,}63}{123{,}42+177{,}042}\Bigr)
=\exp(6{,}83)\approx923;\rm mmHg,$$
$$P_2^{\rm sat}=\exp\Bigl(16{,}5434-\tfrac{3583{,}97}{123{,}42+230}\Bigr)
=\exp(6{,}40)\approx604;\rm mmHg.
y_1=\frac{0,1065\cdot923}{0,1065\cdot923 + 0,8935\cdot604}
\approx0{,}155.$$
Passo 5
Repetindo o mesmo para cada linha da tabela, obtemos aproximadamente:
|
|
---|---|
0,1065 | 0,155 |
0,1700 | 0,238 |
0,2646 | 0,352 |
0,3687 | 0,467 |
0,5017 | 0,596 |
0,6091 | 0,693 |
0,7171 | 0,788 |
0,8030 | 0,857 |
0,8547 | 0,896 |
0,8989 | 0,930 |
0,9379 | 0,958 |
0,9627 | 0,975 |
Agora é só pegar esses pares
e traçar o gráfico.
Resposta
Tabela de pontos para o diagrama
(ver Passo 5); basta plotar
no eixo vertical versus
no horizontal para obter a curva de equilíbrio.