Exercícios Resolvidos de Misturas Binárias líquidas

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Enunciado

Abaixo encontra-se o diagrama de fases para o sistema clorofórmio-acetona.

a) Qual é a composição das fases líquida e vapor no ponto de ebulição máximo?

b) É possível começar de uma solução 50/50 molar de acetona e clorofórmio e separar a mistura em acetona pura e clorofórmio puro? Explique.

c) Este tipo de diagrama de fases é chamado de diagrama de fases azeotrópica de máxima. Esquematize um diagrama TX que tenha um mínimo. Explique que interações entre moléculas levariam a um diagrama de fases TX ter um azeótropo de máxima, e de mínima.

Passo 1

a) O ponto de ebulição máximo é o ponto da mistura azeotrópica! Nesse ponto, o vapor e o líquido tem a mesma composição, encontrado à partir do gráfico, traçando essa reta:

A composição é: x c l o r o f ó r m i o = 0,65 e y c l o r o f ó r m i o = 0,65 .

E como x a c e t o n a + x c l o r o f ó r m i o = 1 ,

x a c e t o n a = 0,35   e   y a c e t o n a = 0,3 5

Passo 2

b) O processo que separa misturas à partir dos diferentes pontos de ebulição é a destilação.

A ideia da destilação é separar dois líquidos pela sua diferença de volatilidade: você esquenta uma solução e o líquido mais volátil ferve primeiro, passando para a fase vapor, enquanto o menos volátil continua na solução inicial.

Na mistura azeotrópica de PE máximo, todos os constituintes vão ser evaporados e a mistura com a composição azeotrópica vai ficar na fase líquida, e não o líquido menos volátil.

Passo 3

c) O azeótropo de máxima acontece quando as forças intermoleculares na mistura são mais fortes do que as dos componentes puros, e acontece um desvio negativo da lei de Raoult, onde a pressão de vapor é mais baixa do que a esperada para uma solução ideal.

Já o azeótropo de mínimo acontece quando as forças intermoleculares na mistura são mais fracas do que as dos componentes puros, o que causa uma pressão de vapor mais alta do que a esperada para uma solução ideal – um desvio positivo da lei de Raoult.

O gráfico fica assim:

Resposta

Ei, a resposta está no passo a passo :)

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