Quando um líquido contendo
de n-hexano é aquecido, qual será a composição do vapor inicialmente formado na temperatura do ponto de bolha?
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado nos diz que temos um líquido com 30 mol% de n-hexano que está sendo aquecido. Queremos descobrir qual será a composição do vapor que começa a se formar nesse processo, ou seja, na temperatura do ponto de bolha. Para resolver isso, vamos usar conceitos de equilíbrio de fases e Lei de Raoult.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que na temperatura do ponto de bolha, o líquido começa a formar vapor. A Lei de Raoult nos diz que a pressão de vapor de cada componente em uma mistura ideal é proporcional à sua fração molar no líquido e à sua pressão de vapor pura.
A fórmula da Lei de Raoult é:
onde:
-
é a pressão parcial do componente i no vapor -
é a fração molar do componente i no líquido -
é a pressão de vapor pura do componente i
Passo 3
Depois, usamos a Lei de Dalton, que afirma que a pressão total do vapor é a soma das pressões parciais de cada componente:
E a fração molar de cada componente no vapor (
) é dada por:
Passo 4
Substituindo a expressão da Lei de Raoult na fórmula da Lei de Dalton, temos:
onde
representa todos os componentes da mistura.
Passo 5
No nosso caso, temos dois componentes: n-hexano e outro componente (vamos chamar de componente A). As frações molares no líquido são:
Então, a fração molar no vapor para o n-hexano será:
Resposta
A composição do vapor inicialmente formado na temperatura do ponto de bolha é: