Supondo válida a Lei de Raoult, prepare um diagrama (com 7 pontos), indicando composições nas fases líquida e vapor, pressões parciais e temperaturas para:
1-clorobutano e clorobenzeno a 90 kPa

Passo 1

Beleza, vamos lá! Você me passou um exercício que envolve a Lei de Raoult aplicada a uma mistura de 1-clorobutano e clorobenzeno sob uma pressão total de 90 kPa. Nosso objetivo aqui é montar um diagrama com 7 pontos que mostre as composições das fases líquida e vapor, as pressões parciais e a temperatura. Para resolver isso, vamos precisar entender a Lei de Raoult, trabalhar com balanços de fases e usar um pouco de matemática básica.

Passo 2

Primeiro, vamos relembrar o que é a Lei de Raoult. Essa lei estabelece que em uma mistura ideal, a pressão parcial de cada componente é igual à pressão de vapor pura desse componente multiplicada pela sua fração na fase líquida. A fórmula fica assim:
Pi = xi cdot Pi^circ
Onde:
  • $ P_i $ é a pressão parcial do componente $ i $.
  • $ x_i $ é a fração molar do componente $ i $ na fase líquida.
  • $ P_i^\circ $ é a pressão de vapor pura do componente $ i $.

Passo 3

Agora, precisamos saber as pressões de vapor puras de cada um dos componentes a 90 kPa. Supondo que já temos esses valores, vamos chamá-los de $ P_{1-clorobutano}^\circ $ e $ P_{clorobenzeno}^\circ $. Se não tivermos, precisaríamos obter esses dados de tabelas ou gráficos de pressão de vapor.

Passo 4

Vamos calcular as pressões parciais usando a Lei de Raoult. Para cada componente:
P1-clorobutano = x1-clorobutano cdot P1-clorobutano^circ
Pclorobenzeno = xclorobenzeno cdot Pclorobenzeno^circ
Lembrando que $ x_{1-clorobutano} + x_{clorobenzeno} = 1 $.

Passo 5

Com as pressões parciais calculadas, podemos determinar as frações molares na fase vapor ($ y_i $) usando a seguinte relação:
yi
Aqui, $ P_{total} = 90 kPa $.

Passo 6

Agora, vamos montar o diagrama. Geralmente, usamos um diagrama de fração molar vs. temperatura ou fração molar vs. pressão. Para este exercício, vamos supor que seja um diagrama de temperatura vs. composição. Os 7 pontos podem incluir:
  1. Ponto puro de 1-clorobutano (quando $ x = 1 $)
  2. Ponto puro de clorobenzeno (quando $ x = 0 $)
  3. Intermediários em várias composições (por exemplo, $ x = 0.2, 0.4, 0.6, 0.8 $)
  4. Ponto de equilíbrio onde as fases líquida e vapor coexistem à temperatura de operação
Em cada ponto, marcamos:
  • A composição na fase líquida ($ x $)
  • A composição na fase vapor ($ y $)
  • As pressões parciais ($ P_i $)
  • A temperatura correspondente

Passo 7

Por fim, conectamos esses pontos para formar as curvas de equilíbrio líquido-vapor. Essas curvas mostram como a composição e a temperatura variam entre as fases líquida e vapor sob a pressão de 90 kPa. Esse diagrama é útil para entender como os componentes se separam em diferentes condições.

Resposta

Então, ao seguir esses passos, você consegue montar um diagrama que ilustra as composições das fases líquida e vapor, as pressões parciais de cada componente e a temperatura para a mistura de 1-clorobutano e clorobenzeno a 90 kPa. Esse diagrama com 7 pontos ajuda a visualizar o comportamento da mistura e como cada componente contribui para as propriedades finais do sistema.

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