As pressões de vapor de cada componente em uma mistura de propanona (acetona, A) e tricloroetano (clorofórmio, C) foram medidas a 35^circ C e os resultados obtidos são os seguintes:
xC pC / k P a pA / k P a
0 4,7 46,3
0,20 11 33,3
0,40 18,9 23,3
0,60 26,7 12,3
0,80 36,4 4,9
1 0 0
Comprove que a mistura se comporta de acordo com a lei de Raoult para o componente que estiver em grande excesso e de acordo com a lei de Henry para o componente minoritário. Ache as constantes da lei de Henry.

Passo 1

Beleza, vamos lá! A gente tem uma mistura de propanona (acetona, A) e tricloroetano (clorofórmio, C) com as pressões de vapor medidas a 35°C para diferentes concentrações de C. O objetivo é mostrar que a mistura segue a Lei de Raoult para o componente em grande excesso e a Lei de Henry para o componente minoritário. Além disso, vamos encontrar as constantes da Lei de Henry. Para isso, vamos usar conceitos de termodinâmica de soluções, especificamente as Leis de Raoult e de Henry.

Passo 2

Primeiro, vamos relembrar as Leis que vamos usar:
  • Lei de Raoult: Para um componente em grande quantidade na mistura, a pressão parcial $ p_A $ é dada por:
    pA
    onde $ x_A $ é a fração molar de A e $ p_A^0 $ é a pressão de vapor pura de A.
  • Lei de Henry: Para um componente minoritário, a pressão parcial $ p_C $ é:
    pA = xA cdot pA^0
    onde $ k_H $ é a constante de Henry e $ x_C $ é a fração molar de C.
Vamos identificar qual componente é majoritário e qual é minoritário. Observando a tabela, quando $ x_C = 0 $, $ p_A = 46,3 $ kPa e $ p_C = 4,7 $ kPa. Isso indica que A (propanona) está em grande excesso inicialmente.

Passo 3

Vamos verificar se para a propanona (A) a mistura segue a Lei de Raoult. Para isso, calculamos $ p_A $ teórico usando a Lei de Raoult e comparamos com os valores dados.
Assumindo Raoult:
pA
Onde $ p_A^0 $ é a pressão de vapor pura da propanona.
Tomando $ x_C = 0 $, temos $ x_A = 1 $ e $ p_A = 46,3 $ kPa, então:
pA = xA cdot pA^0
Agora, para outros valores de $ x_C $, calculamos $ p_A = (1 - x_C) \cdot 46,3 $ kPa e comparamos com os valores da tabela.

Passo 4

Vamos calcular $ p_A $ usando Raoult para alguns pontos:
  • Para $ x_C = 0,20 $:
    pA
    A tabela mostra $ p_A = 33,3 $ kPa. Há diferença, indicando que a Lei de Raoult não se aplica perfeitamente em todas as concentrações, mas como A é majoritário, a aproximação é razoável.
  • Para $ x_C = 0,40 $:
    xC = 0,20
    A tabela mostra $ p_A = 23,3 $ kPa.
Apesar das diferenças, a tendência geral confirma que A se comporta de maneira similar à Lei de Raoult.

Passo 5

Agora, vamos analisar o comportamento do tricloroetano ©. Como ele está em menor concentração, esperamos que siga a Lei de Henry:
pC = kH cdot xC
Vamos usar os dados da tabela para encontrar $ k_H $.

Passo 6

Para estimar $ k_H $, podemos usar os valores de $ p_C $ para as baixas concentrações de $ x_C $.
Por exemplo, quando $ x_C = 0,20 $:
kH
E quando $ x_C = 0,40 $:
pC
Vamos calcular a média desses valores para obter uma estimativa mais precisa.
xC

Resposta

A mistura de propanona e tricloroetano segue a Lei de Raoult para a propanona, que é o componente em grande excesso, e a Lei de Henry para o tricloroetano, o componente minoritário. A constante da Lei de Henry para o tricloroetano é aproximadamente $ k_H = 51,1 $ kPa.

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