Tolueno em benzeno são dois líquidos que se dissolvem completamente um no outro, portanto são miscíveis. Este sistema é um exemplo de solução ideal? Justifique sua resposta.
Passo 1
Beleza, temos o seguinte problema: tolueno e benzeno são dois líquidos que se misturam totalmente (são miscíveis) e a pergunta é se esse sistema se comporta como uma “solução ideal”.
Conteúdo envolvido:
- Conceito de solução ideal (entalpia e volume de mistura, Lei de Raoult)
- Critérios para dizer que uma mistura é ideal
O que vamos precisar: entender o que significa ΔHₘᵢₓ, ΔVₘᵢₓ e a Lei de Raoult; e aí comparar com o que rola entre tolueno e benzeno.
Passo 2
Antes de tudo, o que é solução ideal?
- Nas soluções ideais, as interações molécula–molécula entre A–A, B–B e A–B são praticamente iguais.
- Consequências práticas:
- A variação de entalpia de mistura é zero:
- A variação de volume de mistura também é zero:
- A mistura obedece à Lei de Raoult para cada componente i:
onde é a pressão parcial do componente i na mistura, é a fração molar dele, e é a pressão de vapor do líquido puro i.
- A variação de entalpia de mistura é zero:
Explicando bem de leve: se cada molécula “vê” as outras quase do mesmo jeito que vê as iguais, não sobra energia extra (ΔH=0) nem sobra espaço (ΔV=0) e a pressão de vapor varia só na boa proporção das frações molares.
Passo 3
Agora, coloca tolueno + benzeno na jogada:
- Ambos são compostos aromáticos, bem parecidos em tamanho e massa molecular.
- As forças de dispersão de London (van der Waals) entre moléculas são quase idênticas nos dois.
Logo, as interações tolueno–tolueno, benzeno–benzeno e tolueno–benzeno dão quase no mesmo.
Na prática:- ΔHₘᵢₓ ≃ 0
- ΔVₘᵢₓ ≃ 0
- Experimentos de pressão de vapor versus composição mostram reta, ou seja, obedece direitinho
.
Passo 4
Como encaixou tudo nos critérios da teoria de solução ideal, a gente conclui que esse par tolueno–benzeno forma uma solução ideal (ou muito próxima disso).
Resposta
Sim, a mistura tolueno + benzeno é um exemplo clássico de solução ideal, pois apresenta ΔHₘᵢₓ ≃ 0, ΔVₘᵢₓ ≃ 0 e obedece à Lei de Raoult.