(1 pt) Qual a influência da volatilidade relativa no processo de separação? Esquematize o gráfico x-y para sistemas com volatilidades relativas diferentes.
Passo 1
O enunciado pergunta qual é a influência da volatilidade relativa
no processo de separação por destilação e pede um esboço do gráfico
–
(composição no líquido vs. no vapor) para sistemas com diferentes valores de
. Vamos usar conceitos de equilíbrio líquido-vapor (VLE) e a definição de volatilidade relativa.
Passo 2
A volatilidade relativa
de um componente
em relação a um componente
é definida por
onde
são os coeficientes de partição vapor-líquido e
,
as frações molares no líquido e no vapor, respectivamente. Em um diagrama
–
, a curva de equilíbrio satisfaz
Passo 3
Qualitativamente:
- Se
, o vapor e o líquido têm composições muito próximas e a curva de equilíbrio fica quase sobre a reta ; a separação é muito difícil. - À medida que
cresce , a curva de equilíbrio afasta-se da reta , aumentando a diferença entre e para uma dada composição de líquido e facilitando a separação. - Se
, o componente é menos volátil que , e o processo destilativo não é viável para separar como “mais volátil”.
Passo 4
Esquema do gráfico
–
:
– Eixo horizontal: fração molar no líquido .
– Eixo vertical: fração molar no vapor .
– Reta de referência: .
– Curvas de VLE para três valores de .
– Eixo horizontal: fração molar no líquido
– Eixo vertical: fração molar no vapor
– Reta de referência:
– Curvas de VLE para três valores de
y
| curva α grande
| /
| /
| curva α média
| /
| /
| curva α baixa
| /
| /
| /
|____/____________________ x
| curva α grande
| /
| /
| curva α média
| /
| /
| curva α baixa
| /
| /
| /
|____/____________________ x
Em cada curva está sabendo que
mostrando que, quanto maior
, mais “alta” a curva fica acima da reta
.
Resposta
Quanto maior a volatilidade relativa
, mais afastada a curva de equilíbrio
–
fica da reta
, o que significa que, para uma mesma composição líquida
, o vapor fica muito mais rico em componente volátil e a separação se torna mais fácil.