Uma mistura liquida, com
de isopropanol e
de cloreto de propileno, em base molar, está sendo aquecida num vaso fachado até a temperatura final de
, sob pressão atmosférica. Qual a composição de cada uma das fases na temperatura final de equilíbrio, e qual é a fração do liquido original que foi vaporizada?
Passo 1
O enunciado trata de uma mistura binária de isopropanol (componente 1) e cloreto de propileno (componente 2), com composição molar total
e
, sujeita a
e
atm em equilíbrio vapor–líquido. Para encontrar a composição de cada fase e a fração vaporizada precisamos:
- Pressões de vapor
e (por exemplo via equação de Antoine). - Supor comportamento ideal (Lei de Raoult).
- Aplicar balanço de matéria global e da espécie 1.
Passo 2
Pela Lei de Raoult (idealidade) e equilíbrio de fases temos, para cada componente
,
além de
Passo 3
Da soma
e das duas leis de Raoult obtemos
Passo 4
Uma vez
em função de
, obtenha
Passo 5
Finalmente, do balanço global e da espécie 1 numa quantidade unitária de mistura:
Dessas duas equações segue a fração vaporizada
Resposta
Não é possível obter valores numéricos sem os dados de pressão de vapor (
e
a
), por exemplo pelas constantes de Antoine de cada componente.