Em um sistema fechado em perfeito ELV existem três componentes perfeitamente miscíveis. Componentes A, B e C com massas 200g, 600 g e 140 g respectivamente, massas molares
e
e pressões de vapor 18,3kPa, 30kPa e 26,5kPa.
Determine a pressão total do sistema, as composições em fase líquida, fase vapor e as pressões parciais de cada componente.
Determine a pressão total do sistema, as composições em fase líquida, fase vapor e as pressões parciais de cada componente.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício de equilíbrio líquido-vapor (ELV) em um sistema fechado. A gente tem três componentes misturados: A, B e C, com suas massas, massas molares e pressões de vapor dadas. Vamos precisar usar conceitos de massa, molaridade, frações molares e as leis de Raoult e Dalton para achar a pressão total, as composições nas fases líquida e vapor, e as pressões parciais de cada componente.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular quantos mols tem cada componente. Isso é feito dividindo a massa pela massa molar de cada um.
Para o componente A:
Passo 3
Para o componente B:
Passo 4
E para o componente C:
Passo 5
Agora, vamos somar todos os mols para encontrar o total:
Passo 6
Com o total de mols, podemos achar as frações molares na fase líquida:
Passo 7
Agora, usamos a Lei de Raoult para cada componente, que diz que a pressão parcial é a fração molar na fase líquida multiplicada pela pressão de vapor pura:
Passo 8
A pressão total do sistema é a soma das pressões parciais:
Passo 9
Para achar as frações molares na fase vapor, usamos a Lei de Dalton, que diz que a fração na fase vapor é a pressão parcial dividida pela pressão total:
Resposta
A pressão total do sistema é aproximadamente 28,43 kPa. As composições na fase líquida são $ x_A = 0,117 $, $ x_B = 0,817 $ e $ x_C = 0,067 $. Na fase vapor, as composições são $ y_A = 0,075 $, $ y_B = 0,863 $ e $ y_C = 0,063 $. As pressões parciais de cada componente são $ P_A \approx 2,14,kPa $, $ P_B \approx 24,51,kPa $ e $ P_C \approx 1,78,kPa $.