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.

Passo 1

O enunciado pede para avaliar se a mistura binária n-hexano/n-heptano a 25 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 \varphi\approx1).

Passo 2

A Lei de Raoult diz que, em uma mistura ideal, a pressão parcial de cada componente i no vapor é
p_i = x_i\,p_i^{\text{sat}}(T),
onde x_i é fração molar no líquido e p_i^{\text{sat}} é a pressão de vapor pura. Ela pressupõe:
  1. o líquido se comporta como solução ideal;
  2. o vapor é ideal, isto é, o coeficiente de fugacidade \phi_i\approx1.
Em geral, a segunda hipótese só vale se a pressão total for bem menor que o(s) P_c dos componentes (tipicamente P/P_c\lesssim0,1).

Passo 3

Vamos comparar P=25 bar com as pressões críticas de cada alcano:
P_{c,\hexagon} = 30{,}3\,\text{bar}, \quad P_{c,\hep} = 27{,}4\,\text{bar}.
Calculando a razão
\frac{P}{P_{c,\hexagon}}\approx \frac{25}{30{,}3}\approx0{,}82, \qquad \frac{P}{P_{c,\hep}}\approx \frac{25}{27{,}4}\approx0{,}91.
Esses valores estão muito acima de 0{,}1, ou seja, o vapor não pode ser tratado como ideal e \phi_i se afasta de 1.

Passo 4

Como P 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 25 bar não pode ser aprox. modelada pela Lei de Raoult, pois a pressão é alta ( P/P_c\sim0{,}8\text{–}0{,}9), fazendo com que o vapor seja fortemente não-ideal ( \phi_i\neq1).

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