Quais, entre as misturas seguintes, formarão duas fases, e quais são as composições destas fases?
Em base de massa, 10% de estireno, 70% de dietilenoglicol e 20% de etilbenzeno, a 25^{\circ} \mathrm{C} e pressão atmosférica.

Passo 1

Resumindo o enunciado: temos uma mistura ternária, em base de massa, com
\;10\% de estireno, \;70\% de dietilenoglicol (DEG) e \;20\% de etilbenzeno, a 25^\circ\mathrm C e pressão atmosférica. O conteúdo é solubilidade e imiscibilidade em sistemas ternários. Para resolver, precisamos verificar a polaridade de cada componente e concluir se haverá separação em duas fases; em seguida estimar as composições de cada fase, usando a aproximação de solubilidade desprezível entre fases (ou seja, água/DEG praticamente pura e fase orgânica praticamente livre de DEG).

Passo 2

Analisando polaridades: estireno e etilbenzeno são hidrocarbonetos apolares e são totalmente miscíveis entre si. O dietilenoglicol é uma molécula polar (várias –OH) e não é miscível com hidrocarbonetos. Logo, a mistura separa-se em duas fases líquidas:
– uma fase orgânica (rico em estireno + etilbenzeno)
– uma fase polar (rico em dietilenoglicol)

Passo 3

Para cada fase vamos usar a aproximação de solubilidade desprezível do componente oposto.
Na fase orgânica supomos x_{\rm DEG}^{\rm org}\approx0, de modo que só estão presentes estireno e etilbenzeno na mesma razão inicial. A massa total de HC é 10+20=30% e, em fração:
w_{\rm est}^{\rm org} \;=\;\frac{10}{10+20} \;=\;0,333\quad(33{,}3\%),
w_{\rm EB}^{\rm org} \;=\;\frac{20}{10+20} \;=\;0,667\quad(66{,}7\%).

Passo 4

Na fase polar (DEG) supomos w_{\rm HC}^{\rm pol}\approx0, isto é, praticamente só há dietilenoglicol. Logo:
w_{\rm DEG}^{\rm pol}\approx1,000\quad(100\%).

Resposta

Formam-se duas fases:
fase orgânica com
33{,}3\%\text{ de estireno},\;66{,}7\%\text{ de etilbenzeno},\;0\%\text{ de DEG},
e fase polar com
100\%\text{ de dietilenoglicol},\;0\%\text{ de estireno},\;0\%\text{ de etilbenzeno}.

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