São dados os valores (
) do equilíbrio Líquido/vapor para o sistema acetonitrilo(1)+nitrobenzeno(2) a 70 kPa .
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1.0003 | 1.0001 | 69.84 |
0.8596 | 0.9247 | 72.0 |
0.7377 | 0.8484 | 74.0 |
0.6232 | 0.7656 | 76.0 |
0.5156 | 0.6758 | 78.0 |
0.4141 | 0.5788 | 80.0 |
0.3184 | 0.4741 | 82.0 |
0.2279 | 0.3614 | 84.0 |
0.1423 | 0.2400 | 86.0 |
0.0612 | 0.1098 | 88.0 |
0.0001 | 0.0002 | 89.58 |
Construa o diagrama
.
Passo 1
Beleza, o exercício nos dá uma tabela de composições em equilíbrio líquido–vapor para a mistura acetonitrilo (1) + nitrobenzeno (2) a P = 70 kPa. A ideia é montar o diagrama de equilíbrio de composição, que é simplesmente um gráfico de y₁ (fração molar na fase vapor) versus x₁ (fração molar na fase líquida). Para isso a gente vai precisar da tabela, de um papel (ou Excel, Python etc.), de marcar os eixos de 0 a 1 e plotar ponto a ponto.
Passo 2
Antes de sair desenhando, vale lembrar a teoria básica de equilíbrio: em equilíbrio líquido–vapor a composição do vapor (yᵢ) e do líquido (xᵢ) para cada componente i estão relacionados pela lei de Raoult modificada (ou por dados experimentais, como aqui). Nesse diagrama simplificado usamos só as composições, a pressão é fixa. O importante é: eixo horizontal = x₁; eixo vertical = y₁.
Passo 3
Agora vamos transferir cada par (x₁,y₁) da tabela para o gráfico:
(1.0003, 1.0001), (0.8596, 0.9247), (0.7377, 0.8484), …, (0.0001, 0.0002).
(1.0003, 1.0001), (0.8596, 0.9247), (0.7377, 0.8484), …, (0.0001, 0.0002).
- Desenha os eixos X e Y de 0 a 1.
- Marca cada x₁ no eixo X e sobe até marcar y₁ no eixo Y.
- Faz um pontinho em cada coordenada.
Passo 4
Quando todos os pontos estiverem marcados, liga-os suavemente com uma curva lisa. Essa será a sua “curva de equilíbrio” ou “curva de bulbo” (bubble-point/dew-point) em y vs. x. Para ajudar a visualização, você pode também desenhar a linha reta y = x (45°) como referência: toda curva de equilíbrio normalmente fica acima dessa linha para mistura positiva.
Passo 5
Pronto! Com a curva traçada, você já tem o diagrama de equilíbrio de fases para esse sistema a 70 kPa. Dá até para interpolar composições para temperaturas intermediárias ou ver a diferença entre x₁ e y₁ em cada ponto.
Resposta
O diagrama (y₁ versus x₁) a 70 kPa é a curva suave que passa pelos pontos (x₁,y₁) a seguir:
Basta plotar esses pontos em um gráfico com eixo X = x₁ e eixo Y = y₁ e unir com uma linha suave para obter o diagrama desejado.