Em cada uma das proposições seguintes, escolha as palavras corretas e justifique a escolha.
(a) “Para um dado sistema, o ponto de orvalho é (usualmente/sempre) mais (elevado/baixo) que o ponto de bolha.”
(b) "Numa solução ideal, a volatilidade relativa ( \alpha_{s-b} ) maior que 1,0 indica que o componente a puro ferve numa temperatura mais (alta/baixa) que o componente b puro.
(c) “Considerando uma mistura binária ideal, o “componente mais volátil” ferve a uma temperatura mais (alta/baixa) que o “componente menos volátil”, quando cada qual está no estado puro.”

Passo 1

O enunciado pede que, em cada uma das frases abaixo, escolhamos entre duas opções de palavras (por exemplo, “usualmente” ou “sempre”, “elevado” ou “baixo”, “alta” ou “baixa”) e que justifiquemos por que aquela escolha faz sentido do ponto de vista de equilíbrio vapor-líquido, volatilidade relativa e comportamento de ebulição de componentes puros ou misturas ideais. Vamos usar as definições de ponto de bolha, ponto de orvalho, volatilidade relativa e a relação entre pressão de vapor e temperatura de ebulição.

Passo 2

Analisando a frase (a): o ponto de bolha é a temperatura em que uma mistura líquida começa a ferver (aparece a primeira bolha de vapor) e o ponto de orvalho é a temperatura em que uma mistura de vapor começa a condensar (aparece a primeira gota de líquido). Num diagrama T versus composição, a curva de bulbo (bubble) fica abaixo da curva de orvalho (dew). Para misturas binárias (ou multicomponentes) não-piores, sempre se tem
T_{\text{bolha}} \;<\; T_{\text{orvalho}}
exceto nos extremos de pureza (onde coincidem). Portanto, em geral o ponto de orvalho é mais elevado que o ponto de bolha, mas não “sempre” (há casos de igualdade para compostos puros), de modo que a palavra correta é “usualmente” e “elevado”.

Passo 3

Na frase (b) definimos a volatilidade relativa de a em relação a b por
\alpha_{s-b} \;=\;\frac{p^*_a}{p^*_b},
onde p^*_i é a pressão de vapor do componente i puro. Se \alpha_{s-b}>1, então p^*_a>p^*_b, isto é, o componente a é mais volátil e, por ter pressão de vapor maior, ferve a uma temperatura mais baixa que o componente b puro. Logo, escolhemos “baixa”.

Passo 4

Na frase (c) lembramos que o “componente mais volátil” é justamente aquele com maior pressão de vapor quando puro, o que implica menor temperatura de ebulição em pressão fixa. Assim, comparando dois componentes puros, o mais volátil ferve a uma temperatura mais baixa que o menos volátil.

Resposta

(a) Para um dado sistema, o ponto de orvalho é usualmente mais elevado que o ponto de bolha.
(b) Numa solução ideal, a volatilidade relativa \alpha_{s-b} maior que 1{,}0 indica que o componente a puro ferve a uma temperatura mais baixa que o componente b puro.
(c) Considerando uma mistura binária ideal, o “componente mais volátil” ferve a uma temperatura mais baixa que o “componente menos volátil”, quando cada qual está no estado puro.

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