Exercícios Resolvidos de Lei de Raoult, Lei de Dalton e Desvios

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Enunciado

Nas tabelas abaixo são mostrados os pontos de ebulição de algumas substâncias puras e a composição de seus azeótropos.

Analise os diagramas de fase I a IV indicados a seguir.

As destilações azeotrópicas dos sistemas binários acetona-clorofórmio e tolueno-metanol estão representadas, respectivamente, pelos diagramas:

a)I e II

b)I e III

c) I e IV

d) II e III

e) III e IV

Passo 1

Essa questão está querendo que a partir dos dados dos compostos e dos azeótropos que eles formam, a gente identifique quais são seus diagramas. Vamos precisar, então, identificar qual o tipo de azeótropo formado e depois realizar a leitura da composição. Mas não se assusta que vamos fazendo juntos essa análise!

Passo 2

A primeira coisa que podemos fazer é identificar se estamos formando azeótropos de mínimo ou de máximo. Para isso, precisamos analisar os pontos de ebulição.

Para o caso da mistura acetona – clorofórmio, temos que:

T e m p e r a t u r a   e b u l i ç ã o   a c e t o n a = 56   ° C

T e m p e r a t u r a   e b u l i ç ã o   c l o r o f ó r m i o = 61   ° C

T e m p e r a t u r a   e b u l i ç ã o   a z e ó t r o p o = 64,7   ° C

Como a temperatura de ebulição do azeótropo é maior que a temperatura de ebulição dos componentes puros, esse é um azeótropo de máximo. Portanto, seu diagrama só poder ser ou I ou II.

Passo 3

A outra informação que temos é que o azeótropo é formado na composição de 20 %   de acetona e 80   % de clorofórmio. Então, temos que avaliar entre esses dois diagramas qual deles está marcando o ponto de azeótropo nessa composição.

Além disso, sabemos que o X é a acetona e o Y é clorofórmio. Portanto, o nosso gráfico só pode ser o gráfico I , pois nele o X está com uma Temperatura de ebulição menor que o Y, que é o comportamento que temos que ver no diagrama entre acetona e clorofórmio.

Para conferir, precisamos apenas ver se o ponto que o gráfico II está marcando o azeótropo está com a composição condizente. E fazendo a leitura, vemos que tá certinho!

Passo 4

Agora, faremos exatamente a mesma coisa para o segundo sistema!

Para o caso da mistura tolueno – metanol, temos que:

T e m p e r a t u r a   e b u l i ç ã o   t o l u e n o = 111   ° C

T e m p e r a t u r a   e b u l i ç ã o   m e t a n o l = 65   ° C

T e m p e r a t u r a   e b u l i ç ã o   a z e ó t r o p o = 63,7   ° C

Como a temperatura de ebulição do azeótropo é inferior a temperatura de ebulição dos componentes puros, esse é um azeótropo de mínimo. Portanto, seu gráfico só poder ser ou III ou IV.

Passo 5

A outra informação que temos é que o azeótropo é formado na composição de 27,6 %   de tolueno (X) e 72,4   % de metanol (Y). Então, temos que avaliar entre esses dois gráficos qual deles está marcando o ponto de azeótropo nessa composição.

Mais uma vez, avaliando as temperaturas de ebulição, vemos que tem que ser o gráfico IV, pois a temperatura de ebulição do X está superior a do Y, conforme esperamos entre um sistema de tolueno e metanol. Além disso, como o azeótropo está pertinho do Y, sabemos que tem mais de Y do que X, mostrando que a composição do azeótropo também está correta.

Portanto, a nossa resposta é I e IV, letra c).

Resposta

Letra c)