Dos sistemas binários abaixo, quais podem ser aproximadamente modelados por intermédio da Lei de Raoult? Para aqueles que não podem, explique o porquê.
n -Hexano/n-Heptano a 25 bar.
n -Hexano/n-Heptano a 25 bar.
Passo 1
O enunciado pede para avaliar se a mistura binária n-hexano/n-heptano a
bar pode ser tratada por Lei de Raoult. Isso é um problema de equilíbrio líquido-vapor (ELV) e vamos precisar das condições em que a Lei de Raoult é válida: líquido ideal e vapor que pode ser tratado como gás perfeito (ou com coeficiente de fugacidade
).
Passo 2
A Lei de Raoult diz que, em uma mistura ideal, a pressão parcial de cada componente
no vapor é
onde
é fração molar no líquido e
é a pressão de vapor pura. Ela pressupõe:
- o líquido se comporta como solução ideal;
- o vapor é ideal, isto é, o coeficiente de fugacidade
.
Em geral, a segunda hipótese só vale se a pressão total for bem menor que o(s)
dos componentes (tipicamente
).
Passo 3
Vamos comparar
bar com as pressões críticas de cada alcano:
Calculando a razão
Esses valores estão muito acima de
, ou seja, o vapor não pode ser tratado como ideal e
se afasta de 1.
Passo 4
Como
está próximo (ou acima de metade) das pressões críticas, o vapor apresenta não-idealidade significativa. Mesmo que o líquido seja quase ideal (os dois são alcanos lineares muito parecidos), a hipótese de vapor ideal da Lei de Raoult falha.
Resposta
A mistura n-hexano/n-heptano a
bar não pode ser aprox. modelada pela Lei de Raoult, pois a pressão é alta (
), fazendo com que o vapor seja fortemente não-ideal (
).