Resultados experimentais mostram que o equilíbrio líquido-vapor do sistema acetona/acetonitrila é representado satisfatoriamente pela lei de Raoult. As pressões de vapor de cada componente são expressas em função da temperatura pela equação de Antoine na tabela a seguir.
Componente
Acetona (1)
14,372
2787,49
229,66
Acetonitrila (2)
14,885
3413,09
250,52
Determine:
Para
e
calcule
e
| Componente |
|
|
|
| Acetona (1) | 14,372 | 2787,49 | 229,66 |
| Acetonitrila (2) | 14,885 | 3413,09 | 250,52 |
Para
Passo 1
O enunciado pede que, para
e
, seja calculado
(fração molar do componente 1 na fase líquida) e
(fração molar do componente 1 na fase vapor).\n
As informações fornecidas que vamos usar (peguei os valores da tabela do enunciado) são:
As informações fornecidas que vamos usar (peguei os valores da tabela do enunciado) são:
- Para a equação de Antoine,
. - Componente 1 (Acetona):
. - Componente 2 (Acetonitrila):
. - Temperatura:
. - Pressão total do sistema:
.\n
O que precisamos encontrar: -
e .
Passo 2
Calcular a pressão de vapor de saturação da acetona (
) usando Antoine. Substituindo os parâmetros e
:
Substituindo números:
Calculemos o quociente:
Portanto
Tomando exponencial para obter
:
Passo 3
Calcular a pressão de vapor de saturação da acetonitrila (
) do mesmo modo:
Substituindo números:
Calculemos o quociente:
Portanto
Tomando exponencial:
Passo 4
Usar a lei de Raoult para mistura ideal (enunciado diz que o equilíbrio é bem representado por Raoult). Para duas espécies:
onde
. Substituindo:
Isolando
:
Aqui:
-
é a pressão total conhecida ( ), -
e são as pressões de saturação calculadas nos passos anteriores.
Passo 5
Substituir os valores numéricos para obter
:
Assim obtemos a fração molar líquida da acetona:
Passo 6
Calcular
(fração molar na fase vapor). A pressão parcial de 1 é
. Então
Substituindo:
Portanto