Forneça explicações para os seguintes fenômenos:
Misturas de acetona e clorofórmio apresentam desvios negativos significativos da lei de Raoult, que afirma que a pressão de vapor de um líquido volátil é proporcional à sua fração molar. Por exemplo, uma mistura equimolar de acetona e clorofórmio tem uma pressão de vapor mais baixa do que qualquer um dos líquidos puros.
Misturas de acetona e clorofórmio apresentam desvios negativos significativos da lei de Raoult, que afirma que a pressão de vapor de um líquido volátil é proporcional à sua fração molar. Por exemplo, uma mistura equimolar de acetona e clorofórmio tem uma pressão de vapor mais baixa do que qualquer um dos líquidos puros.
Passo 1
O enunciado fala sobre desvios negativos da lei de Raoult em misturas de acetona e clorofórmio, isto é, a pressão de vapor da mistura fica abaixo da prevista por
onde
é a fração molar e
a pressão de vapor do componente puro. Vamos ver por que isso ocorre em termos de interações intermoleculares.
Passo 2
Analisamos primeiro as forças em cada líquido puro:
– Acetona (C –CO–C
) tem dipolo forte no grupo carbonila, gerando interações dipolo–dipolo e forças de London.
– Clorofórmio (CHC ) é também polar, mas com um hidrogênio fracamente ácido ligado a três átomos de cloro, podendo doar ligações de hidrogênio fracas.
– Acetona (C
– Clorofórmio (CHC
Passo 3
Ao misturar os dois, formam-se interações acetona--H--Clorofórmio maiores (ligações de hidrogênio
\cdots H--C). Essas interações cruzadas são mais fortes do que as existentes em cada líquido puro.
Passo 4
Como as moléculas ficam “mais grudadas” no líquido (Maior energia de interação), é preciso fornecer mais energia para elas escaparem para a fase vapor. Em termos termodinâmicos, a entalpia de mistura
torna-se negativa (exotérmica), o que aprofunda o poço de energia do líquido e diminui a pressão de vapor.
Passo 5
No caso equimolar, a proporção máxima de interações cruzadas acetona–clorofórmio leva a uma pressão de vapor abaixo de ambos os puros, caracterizando o desvio negativo mais acentuado nesse ponto de composição.
Resposta
A mistura apresenta desvios negativos da lei de Raoult porque as interações intermoleculares entre acetona e clorofórmio (especialmente ligações de hidrogênio
\cdots H--C) são mais fortes do que as interações em cada líquido puro, o que reduz a tendência das moléculas escaparem para a fase vapor e, portanto, abaixa a pressão de vapor da mistura.