Imaginando um sistema de equilíbrio (EVL) de água e etanol, calcule:
a volatilidade relativa com
de mol e
.
a volatilidade relativa com
Passo 1
O enunciado dá um sistema binário (água e etanol) em equilíbrio vapor–líquido e pede para calcular a volatilidade relativa do componente
(que é o etanol nesta formulação) usando os valores fornecidos. As informações são:
- Fração molar líquida do componente
: , ou seja . - Fração molar no vapor do componente
: .
O que se pede: calcular a volatilidade relativa
(do componente
em relação ao componente
) usando esses dados.
Passo 2
O que é volatilidade relativa e como calcular:
- Em equilíbrio vapor–líquido, define-se para cada componente o coeficiente de equilíbrio (razão)
como
onde
é a fração molar no vapor e
a fração molar na fase líquida do componente
.
mede quão “preferencialmente” o componente
está na fase vapor (quanto maior
, mais volátil é o componente).
- A volatilidade relativa de
em relação a é a razão entre os dois :
- Num sistema binário temos
e . Substituindo-se isso em obtém-se uma forma prática:
Aqui:
-
é a fração molar de na fase líquida; -
é a fração molar de na fase vapor; -
significa que é mais volátil que ; significa o contrário.
Passo 3
Vamos calcular passo a passo com os números fornecidos.
Primeiro, transformar
em decimal:
Calcular os
individuais (opção 1):
Agora a volatilidade relativa é
(ou, usando a forma alternativa, diretamente)
Passo 4
Arredondamento e interpretação rápida: com os dados com três algarismos significativos em
, é razoável apresentar
com três casas significativas:
.
Interpretação física curta e motivadora:
significa que o componente
(etanol) é mais volátil que o componente
(água) naquele ponto de equilíbrio — ou seja, o etanol se concentra mais na fase vapor do que a água. Isso é exatamente o que se esperaria: etanol é mais volátil que água. Força, você já entendeu o conceito-chave — isso entra muito em provas!