Quando um líquido contendo 30 mol % 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:
Pi = xi cdot Pi^sat
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:
Ptotal = sum Pi
E a fração molar de cada componente no vapor ( yi = PiPtotal ) é dada por:

Passo 4

Substituindo a expressão da Lei de Raoult na fórmula da Lei de Dalton, temos:
yi = xi cdot Pi^satsum (xj cdot Pj^sat)
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:
  • yhexano = 0,30 cdot Phexano^sat0,30 cdot Phexano^sat + 0,70 cdot PA^sat
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:
yhexano = 0,30 cdot Phexano^sat0,30 cdot Phexano^sat + 0,70 cdot PA^sat

Exercícios relacionados