Um sistema contendo clorofórmio, 1,4-dioxano e etanol existe com duas fases, líquido-vapor, a
e 55 kPa . Após a adição de certa quantidade de etanol puro, o sistema pode retornar ao equilíbrio de duas fases nas
e
iniciais. O que mudou no sistema e o que não mudou?
Passo 1
O enunciado descreve um sistema ternário (clorofórmio, 1,4-dioxano e etanol) em equilíbrio líquido–vapor a
e
. Após adicionar etanol puro, o sistema volta a apresentar duas fases nas mesmas
e
. O conteúdo envolvido é equilíbrio de fases (regra de Gibbs, graus de liberdade) e alocação de fases (regra da alavanca).
Passo 2
Aplicamos a regra de Gibbs para fases:
Aqui
componentes e
fases, logo
Isto significa que, para manter o sistema em duas fases, precisamos especificar três variáveis intensivas.
Passo 3
No experimento fixamos já duas variáveis intensivas,
e
. Restará, portanto, um grau de liberdade intensivo: a composição global da mistura. Ao adicionar etanol, alteramos essa composição global, mas continuamos a ter simultaneamente líquido e vapor porque
permite variar mais um intensivo sem destruir as duas fases.
Passo 4
Em um diagrama VLE a
e
fixos cada tie-line (segmento de equilíbrio) define composições de equilíbrio das fases líquida
e vapor
que não mudam. Portanto, permanecem inalterados:
- As variáveis intensivas
e . - As composições de equilíbrio de cada fase
e . - As constantes de equilíbrio
, que dependem só de e .
O que muda é a fração de cada fase (quantidade de líquido vs. vapor) e, claro, a composição global da mistura, pois foi adicionado etanol puro.
Resposta
Mudou a composição global e a quantidade (fração) de líquido e de vapor; não mudaram
,
, as composições de cada fase nem as constantes de equilíbrio
.