Regra das Fases, Diagrama e Balanço Material

Ver Todos os Exercícios

Teoria

Regra das Fases

Vamos supor que temos um sistema líquido e vapor, constituído por 2 componentes.

Como podemos definir quais propriedades desse sistema precisamos especificar para que ele esteja totalmente especificado para os processos que vamos estudar?

Para responder essa pergunta, a primeira coisa que vamos precisar, antes de estudar os processos (Flash , Destilação e etc) é conhecer a Regra das Fases.

A Regra das Fases relaciona o grau de liberdade ( υ ) de um sistema com o número de fases ( F ) e o número de componentes ( C ) presentes. E, com o grau de liberdade, a gente descobre quantas informações precisamos especificar para realizar as contas.

Olha aí a Regra das Fases:

υ = C - F + 2

Então, bora aplicar essa fórmula ao sistema do nosso exemplo. Temos 2 componentes e 2 fases (líquido e vapor). Logo, o grau de liberdade desse sistema é 2.

υ = C - F + 2 = 2 - 2 + 2 = 2

E o que isso significa?

Bem, um sistema completamente especificado tem grau de liberdade igual a zero. Logo, pro nosso sistema ficar completamente especificado, precisamos de mais duas informações sobre ele. Se a gente conhecesse, por exemplo, temperatura e pressão de pelo menos uma das fases, nosso sistema já estaria totalmente especificado.

Diagrama de Fases de uma Substância Pura

E se resolvermos aplicar essa mesma Regra de Fases para água no seu ponto tríplice (ponto que temos os estados sólido, líquido e vapor em equilíbrio), mostrado na foto aqui embaixo.

Nesse caso, nós temos só um componente, que é a água, logo C = 1 . Mas, como se trata de um ponto tríplice, temos 3 fases ( F = 3 ). Assim:

υ = C - F + 2 = 1 - 3 + 2 = 0

Achamos que o grau de liberdade do sistema é igual a zero. Isso indica que a água no seu ponto tríplice já está especificada, então não precisamos dar mais nenhuma informação!

Diagrama de Fases de Duas substâncias

A gente acabou de ver o diagrama de fases da água. Agora, imagina que eu quero fazer um diagrama desses, mas para uma mistura de duas substâncias... Quais seriam os eixos? Para um sistema desse tipo, podemos variar a temperatura, a pressão e a composição.

Como queremos um diagrama em duas dimensões e podemos variar três coisas, vamos precisar fixar uma delas, que, no caso, poderá ser ou a temperatura ou a pressão. O mais comum é fixar a pressão e variar a temperatura, tipo nesse exemplo do diagrama entre benzeno e tolueno.

A pressão não aparece no gráfico porque ela tá fixa! Já composição e temperatura estão variando (no eixo horizontal e vertical, respectivamente).

Esse diagrama vai acompanhar a gente em muitos processos de separação, então é muito importante entender ele direitinho. Repara que estamos falando de uma mistura de benzeno (1) e tolueno (2).

E observe também que o eixo horizontal está com a composição do benzeno variando de 0 a 1 da esquerda para direita. Isso, geralmente, segue uma regrinha: a fração molar do mais volátil , que nesse caso é o benzeno, sempre varia nesse sentido, aumentando para a direita. Já a do menos volátil, que é o tolueno, varia no outro sentido. Lembrando que a fração molar dos componentes sempre soma um.

Outra observação que vai facilitar a sua vida na hora de fazer as prova é: se na direita a fração molar de benzeno é um, isso significa que temos benzeno puro. Então, aquela temperatura que está marcando ali é a temperatura de ebulição do benzeno. Da mesma forma, na esquerda, temos a temperatura de ebulição do tolueno, porque a fração molar de benzeno é 0, logo, temos tolueno puro.

E isso faz muito sentido, pois a temperatura de ebulição do mais volátil (benzeno), de fato está menor que a temperatura do menos volátil (tolueno).

E como a gente interpreta esse diagrama? Em baixas temperaturas, vamos ter apenas fase líquida, quando chegamos em temperaturas altas, temos a fase vapor! E, no meio, entre as duas curvas, temos as duas fases coexistindo.

Lembrando que esse esquema que estamos mostrando só é válido para componentes a pressão constante, beleza? Aí, vamos supor que te falaram que um sistema com 0,8 de fração molar de benzeno foi submetido ao aquecimento (355 K até 370 K), a pressão constante. Vamos avaliar o diagrama para entender as informações que ele dá?

No início do processo de aquecimento, estamos no ponto 1 ( T = 355   K ,   z = 0,8 ) . Repara que ele está na região de líquido, então a mistura é totalmente líquida, beleza?

Ao aquecermos um pouco (até o ponto 2), chegamos em um ponto super especial em que temos uma grande massa de líquido em equilíbrio com a primeira bolha de vapor. Esse ponto é chamado de Ponto de Bolha.

Se seguirmos aquecendo, chegamos ao ponto 3. Nesse ponto temos tanto fases líquida, quanto vapor. Então, nesse ponto conseguimos conhecer a composição dessas duas fases. É só traçar uma horizontal na temperatura do Ponto 3 e ler a composição nas duas curvas (tanto a do líquido, quanto a do vapor).

No ponto 3 o nosso vapor é constituído por cerca de 86% de benzeno, enquanto a fase líquida é composta por cercaa de 69% de benzeno.

No ponto 4 temos uma grande massa de vapor em equilíbrio com a última gotinha de líquido, então chamamos ele de Ponto de Orvalho.

E, por fim, no Ponto 5 já aquecemos tanto que só temos vapor!

Bora ver como podemos usar tudo isso para fazer contas?

Balanço Material a partir do Diagrama de Fases

Vamos supor que conhecemos o número de mols iniciais ( n ) de uma mistura e queremos saber quantos mols estão na fase vapor ( n v )   e quantos mols estão na fase líquida ( n l ) . Para isso, podemos realizar um balanço no próprio gráfico! Lembrando que z é a fração molar global na carga ( F ), y é fração molar na fase vapor ( V ) e x , na fase líquida ( L ).

Fazendo um balanço de massa, obtemos o seguinte:

n   z i = n l   x i + n v y i

E sabemos que o número de mols total é igual ao somatório da fase líquida e vapor, então:

( n l + n v )   z i = n l   x i + n v y i

E aí, se reorganizarmos obtemos o seguinte:

n v n l = z i - x i y i - z i

Só que repara que o numerador ( z i - x i ) e o denominador ( y i - z i ) são as distâncias representadas no gráfico na retinha que traçamos entre os pontos F L V , F L - e F V - , respectivamente.

n v n l = z i - x i y i - z i = F L F V - -

Bora exercitar?

Diagrama de Fases de uma Substância Pura

Diagrama de Fases de Duas substâncias

Balanço Material a partir do Diagrama de Fases

Exercícios Resolvidos

Exercício Resolvido #1

Dada a tabela a seguir, construa o Diagrama de Temperatura por composição x , y do sistema Etanol – Água a 1 atm.

Nesse mesmo diagrama, sinalize as fases presentes em cada região.

Passo 1

Primeiramente, vamos entender o diagrama que a questão está pedindo pra gente!

Pediram para construir um Diagrama de Temperatura por composição x , y do sistema Etanol – Água a 1 atm. E foi dada uma tabela com os dados de x , y do etanol e da água em diferentes temperaturas.

Então, a temperatura será nosso eixo vertical e tanto o x , composição da fase líquida, quanto o y , composição da fase vapor, serão nosso eixo horizontal, ambos variando de 0 a 1. O gráfico deve ter uma carinha bem parecida com esse aqui a seguir, que foi o exemplo que vimos na teoria.

Passo 2

O segundo passo que vamos seguir, então, é realizar a plotagem no papel milimetrado ou em algum software dos dados que foram dados.

Mas repara que temos duas frações de líquido e duas de vapor, uma referente ao etanol e a outra referente a água. Qual iremos escolher para colocar no eixo horizontal?

Vamos usar sempre a fração molar do composto mais volátil. Entre água e etanol, sabemos que o etanol tem uma temperatura de ebulição menor, então ele é o mais volátil.

Caso a gente não soubesse isso, bastaria olhar na tabela. No ponto onde x E T O H = 0 , temos a temperatura de ebulição da água pura. Já no ponto onde x E T O H = 1 , temos a temperatura de ebulição do etanol.

E aí o gráfico/diagrama que vamos obter vai ser o seguinte:

Passo 3

Agora, precisamos entender que fases estão presentes em cada parte do nosso diagrama.

Vamos lá!

Entre as duas curvas, temos as duas fases (líquido e vapor) coexistindo em equilíbrio. Em temperaturas maiores será a região da fase vapor e em temperaturas menores será a região da fase líquida. Valeu?

Resposta

Exercício Resolvido #2

Uma mistura aquosa de etanol com 60% de água a 60 °C e 1 atm, é aquecida. Informe qual a composição das fases líquida e vapor a 90 °C?

Sabendo que seu diagrama é dado por:

Passo 1

Repara que o enunciado pede pra estudar o sistema a 1 atm, que foi justamente o diagrama que montamos no exercício de fixação anterior.

Aqui a gente vai estudar um sistema binário de etanol e água com 60% de água. Como o nosso diagrama está em função do etanol, vamos procurar o ponto com composição em etanol igual a 0,4, ou seja, 40%.

Então, a gente faz uma reta vertical em 0,4 até atingir 90°C, que é a temperatura que vamos investigar.

Pra estudar a composição nessa temperatura, a gente traça uma reta horizontal no ponto (0,4 , 90°C).

Lendo o gráfico, vemos que na curva de x , x i = 0,08 e, na curva do y , y i = 0 , 39 .

Logo, a fase líquida é composta por 8% de etanol e 92% de água, enquanto a fase vapor é composto por 39% de etanol e 61% de água.

Mas repara que o ponto tá praticamente sobre a linha do ponto de orvalho, então quase toda a mistura tá na safe vapor e “só uma gotinha” tá na fase líquida.

Por isso, é normal que a composição do vapor seja muuuito semelhante com a composição total da mistura. E também é normal que a composição do líquido seja rica em água, já que a água é o componente menos volátil.

Resposta

x E T O H = 0,08 e , y E T O H = 0 , 39 .

Exercício Resolvido #3

Uma mistura aquosa de etanol com 60% de água a 20 °C e 1 atm, é aquecida, informe:

a. Em que temperatura a primeira bolha é formada? Qual o nome desse ponto?

b. Qual a composição da primeira bolha de vapor?

Sabendo que seu diagrama é dado por:

Passo 1

Primeira etapa vai ser marcar essa composição no diagrama. Como a temperatura não foi especificada, vamos fazer uma vertical nessa composição.

Nessa questão temos uma “pegadinha”: o eixo horizontal está em função da composição de etanol. E o valor de 60% é de água. Então, temos que ficar ligados e fazer a linha vertical nos 40% de etanol. Além disso, vamos aproveitar e sinalizar no gráfico as fases líquido e vapor.

Agora, tudo que precisarmos olhar, vamos ver nessa reta. Sacou? 😊

Passo 2

Estamos com o líquido originalmente a 20 °C, beleza? Se a gente for aquecendo ele (olhando na reta), o primeiro momento que a fase vai deixar de ser só líquida, será quando ela tocar a curva de equilíbrio.

Isso ocorre a 80°C e o nome desse ponto, como é onde ocorre a formação da primeira bolha de vapor, é o ponto de bolha.

Passo 3

A próxima informação que precisamos tirar desse gráfico é a composição do vapor nessa temperatura.

Repara, que aumentando a temperatura, encontramos a temperatura que ocorreu a formação da primeira bolha de vapor e vai ser nessa temperatura que queremos achar a composição do vapor. Porém nesse ponto, estamos na composição do líquido.

Então, vamos ter que olhar o vapor em equilíbrio com esse líquido. Para isso, basta olharmos na horizontal desse ponto que identificamos, beleza? E aí lemos esse ponto no eixo horizontal (que nos dá as composições).

O valor exato só conseguimos ver com papel milimetrado. Mas, vendo aí por esse gráfico, fica em torno de 0,62 de etanol. Então, temos 62% de etanol e 38% de água nessa primeira bolha de vapor formada.

Resposta

a. Temperatura é 80°C, ponto de bolha.

b. Temos 62% de etanol e 38% de água.

Exercício Resolvido #4

Uma mistura aquosa de etanol com 60% de água a 60 °C e 1 atm é aquecida. Informe a 82 °C, qual a % líquida?

Sabendo que seu diagrama é dado por:

Passo 1

Nessa questão, precisamos determinar a porcentagem líquida a 82 °C. Nós já sabemos determinar as frações molares de cada fase para um determinado ponto. Para relacionar isso com a quantidade de líquido e de vapor presentes na mistura, precisamos de um balanço de massas!

Vamos começar supondo que conhecemos o número de mols iniciais ( n ) da carga ( F ). Em seguida, vamos chamar o número de mols na fase vapor ( V ) de n v   e na fase líquida ( L ) de n l . Assim o balanço de massas fica:

n   z i = n l   x i + n v y i

Ou seja, o número de mols de um dos componentes na mistura é igual ao número de mols desse componente na fase líquida mais o número de mols desse componente na fase vapor. Valeu?

Lembrete: z é a fração molar global na carga, y é fração molar na fase vapor e x , na fase líquida .

Queremos a porcentagem de líquido. Então, para isso, basta achar a relação n l / n . Vamos obter essa relação a partir do balanço de massa que temos entre as fases.

Podemos começar fazendo o n v desaparecer da equação, já que ele não aparece na fração que estamos procurando. Para isso, precisamos lembrar que n = n v + n l .

n   z i = n l   x i + ( n - n l ) y i

Agora, precisamos arrumar essa equação para aparecer a fração que estamos procurando!

n   z i = n l   x i + n   y i - n l y i

n ( z i - y i ) = n l ( x i - y i )

n l n = z i - y i x i -   y i

Passo 2

Agora, basta a gente encontrar todos os valores que precisamos para substituir nessa equação. O z i (foi dado) equivale a 0,6 , para água e, então, a 0,4 para etanol.

Para achar os outros, vamos traçar uma linha horizontal no gráfico na temperatura especificada ( 82   ° C ) e depois vamos ler nessa reta y i e x i em suas respectivas curvas.

Podemos ler x i ≈ 0,25 e y i ≈ 0,57 , onde i é o etanol.

Lembrete: para obter esses pontos com maior precisão, precisamos usar papel milimetrado.

E aí, agora, só precisamos substituir esses pontos na fórmula:

n l n = z i - y i x i -   y i = 0,4 - 0,57 0,25 - 0,57 = 0,53

Então, a porcentagem molar de líquido é 53%, aproximadamente.

Resposta

Temos 53% de líquido.

Exercício Resolvido #5

Uma mistura aquosa de etanol com 60% de água a 60 °C e 1 atm é aquecida. Informe qual é a temperatura quando 80% da amostra for vaporizado.

Sabendo que seu diagrama é dado por:

Passo 1

Precisamos achar a temperatura quando temos 80% vaporizado, que é a mesma coisa que dizer que temos 20% líquido. Então, podemos partir da fórmula que chegamos no exercício anterior para definirmos a fração de líquido.

n l n = z i - y i x i -   y i = 0,2

O nosso z i não mudou, já que a carga também não foi alterada. Então:

n l n = 0,4 - y i x i -   y i = 0,2

Podemos trabalhar com essa equação até obter:

0,4 - y i = 0,2   x i - 0 , 2   y i

0,4 = 0,2   x i + 0,8   y i

Passo 2

Então, vamos avaliar quais pares x , y , em que cada um deles varie entre 0 e 1, podem ser utilizados.

Para facilitar e não termos que ficar chutando várias hipóteses, vamos isolar o x i , então vemos que:

x i = 0,4 - 0,8   y i 0,2 = 2 - 4 y i

Como 0 < x i < 1 , podemos fazer o seguinte:

0 < 2 - 4 y i < 1

Logo, temos os valores para os quais vamos avaliar a variação de y i .

0,25 < y i < 0,5

Nesse caso, iremos procurar no gráfico os seguintes pontos para ver a temperatura e localização de cada um.

Vamos verificar o primeiro ponto ( 1 ,   0,25 ).

Repara que olhando esses pontos no gráfico, eles não estão na mesma altura. Dessa forma, não podem ser esses os pontos, pois cada um se refere a uma temperatura diferente (só olhar o eixo vertical).

Devemos fazer essa análise para todos os pontos possíveis, até chegar em pontos de x , y que indiquem a mesma temperatura.

Passo 3

Para o segundo ponto ( y i = 0,3 e x i = 0,8 ), as temperaturas indicadas também não são as mesmas. Então, esse ponto também não serve.

Passo 4

Para o terceiro ponto ( y i = 0 , 35 e x i = 0,6 ), as temperaturas indicadas também não são as mesmas. Então, esse ponto também não serve.

Passo 5

Para o próximo ponto ( y i = 0,4 e x i = 0,4 ), também não é a mesma temperatura.

Passo 6

Para o próximo ponto ( y i = 0,45 e x i = 0,2 ), as retas ficam quase na mesma temperatura, então, esse é o ponto que fica mais próximo do equilíbrio entre x i ,   y i . E a temperatura fica próxima a 85 °C. Portanto, essa é a temperatura que vamos utilizar para responder a questão.

Resposta

Temperatura próxima a 85°C.

Exercício Resolvido #6

Nos estudos de processos envolvendo líquido-vapor, o ponto de bolha e o ponto de orvalho são características importantes. Tais pontos podem variar conforme composição, temperatura e pressão e são, normalmente, avaliados em pressão ou temperatura constantes.Numa mistura em temperatura constante, o ponto de bolha

  1. E o ponto de orvalho possuem pressões iguais a zero.
  2. E o de orvalho possum pressões iguais, porém, diferentes de zero.
  3. Tem pressão menor que o ponto de orvalho.
  4. Tem pressão maior que o ponto de orvalho.
  5. Tem temperatura menor que o ponto de orvalho.

Passo 1

Nessa questão, precisamos comparar o ponto de bolha e o ponto de orvalho, certo? Mas essa questão pede para a gente relacionar os dois considerando os gráficos de temperatura constante. Então, isso é uma PEGADINHA, pois estamos super acostumados a fazer essas análises com gráficos de pressão constante e variando a temperatura!

Esses gráficos a T constante têm essa carinha aqui:

A parte superior desses gráficos é a região de maior pressão, ou seja, de líquidos. E a parte inferior, com menor pressão, é o vapor (A TEMPERATURA CONSTANTE!!!).

Passo 2

Sabendo que na parte inferior é vapor, se a gente for subindo do ponto R para o ponto S, vemos que no ponto S vai aparecer a primeira gota de líquido. Portanto, esse é o nosso bom e velho Ponto de Orvalho!!

E aí, conforme continuarmos subindo a pressão, mais líquido vai sendo formado...

E se a gente olhar o ponto U, nele teremos a última bolha de vapor e todo o resto do líquido que se formou nesse aumento de pressão. Portanto, o ponto U é o nosso Ponto de bolha (uma bolha de vapor em equilíbrio com líquido).

Passo 3

Sabendo de tudo isso, bora avaliar as alternativas:

a. O ponto de bolha e o ponto de orvalho possuem pressões iguais a zero.

Para uma mistura, a T constante, os pontos de bolha e orvalho vão acontecer a pressões diferentes. Então, essa alternativa é falsa.

b. O ponto de bolha e o de orvalho possum pressões iguais, porém, diferentes de zero.

Errada pelo mesmo motivo.

c. O ponto de bolha tem pressão menor que o ponto de orvalho.

Como vimos ali no passo 2, o ponto de bolha ocorre em pressão maior que o ponto de orvalho. Isso acontece porque, num gráfico a T constante, a fase líquida fica lá em cima, em altos valores de P.

d. O ponto de bolha tem pressão maior que o ponto de orvalho.

Corretíssimo. O ponto de bolha está acima do ponto de orvalho num diagrama desse tipo, avaliando uma mesma composição global, a temperatura constante. Logo, como a escala do eixo y é a pressão, a pressão do ponto de polha é superior à pressão do ponto de orvalho.

e. O ponto de bolha tem temperatura menor que o ponto de orvalho.

Falso, porque estamos trabalhando a temperatura constante!

Resposta

Letra d)

Exercício Resolvido #7

Informe se é verdadeiro (V) ou falso (F) o que se afirma abaixo sobre as propriedades termodinâmicas.

(  ) Ponto de orvalho é a temperatura na qual se inicia a condensação da mistura.

(  ) Ponto de bolha é a temperatura na qual se inicia a ebulição do líquido puro.

(  ) Quando a mistura está no ponto de bolha, dizemos que é um líquido insaturado.

(  ) Se a mistura estiver aquecida acima do ponto de bolha, dizemos que é vapor superaquecido.

Passo 1

Primeira afirmativa: “Ponto de orvalho é a temperatura na qual se inicia a condensação da mistura.”

Condensação equivale a passar do estado de vapor para o estado líquido. Nesse sentido, quando a primeira gota de líquido se forma, estamos no ponto de orvalho. Num diagrama a pressão constante, o ponto de orvalho é a temperatura de formação da primeira gota de líquido, portanto, também pode ser interpretado como a temperatura em que se inicia a condensação da mistura!

Alternativa verdadeira!

Passo 2

Segunda afirmativa: “Ponto de bolha é a temperatura na qual se inicia a ebulição do líquido puro.”

O ponto de bolha é o ponto da primeira bolha de vapor, então pode ser interpretado como a temperatura em que a ebulição se inicia. No entanto, ponto de bolha e ponto de orvalho são termos usados quando estamos falando de misturas binárias, ou seja, com dois componentes e não de substância puras.

Se a gente quiser falar de substância pura, só precisamos falar em temperatura de ebulição, beleza? Como, para misturas, a temperatura de ebulição não é constante (a ebulição ocorre numa faixa de termperaturas), não falamos em temperatura de ebulição, e sim ponto de orbalho e de bolha.

Então, essa afirmativa está errada.

Obsrvação: Misturas azeotrópicas mudam de estado a temperatura fixa. São exceções.

Passo 3

Terceira afirmativa: “Quando a mistura está no ponto de bolha, dizemos que é um líquido insaturado.”

Essa afirmativa também está errada. No ponto de bolha, a primeira bolha de vapor se forma, o que indica que o líquido está saturado em vapor.

Pra entender isso, podemos fazer uma analogia com soluções. Você vai adicionando soluto na água, por exemplo. E ela vai dissolvendo tudo. Até que você coloca um pouquinho mais e puft, forma um precipitado. O primeiro grão de precipitado se forma porque a água já está saturada em soluto. Com líquido e vapor é mais ou menos a mesma coisa 😉

Passo 4

Última afirmativa: “Se a mistura estiver aquecida acima do ponto de bolha, dizemos que é vapor superaquecido.”

Exatamente!!!

Se o líquido ou o vapor estiverem na curva de equilíbrio, dizemos que são líquidos e vapores saturados. No entanto, se for um líquido em uma temperatura abaixo da curva (temperatura menor que a temperatura de saturação), o líquido é subresfriado. E o vapor, se for aquecido acima da curva (em temperatura maior que a temperatura de saturação) é um vapor superaquecido!

Resposta

V-F-F-V

Exercício Resolvido #8

A destilação é uma operação unitária que tem por objetivo separar os constituintes de uma mistura líquida por meio da diferença de volatilidade. No desenvolvimento de projetos de colunas de destilação para a separação de compostos binários (A e B), a figura a seguir é bastante prática e amplamente utilizada.

Com relação à figura apresentada, é correto afirmar que:

a. T A  é a temperatura de ebulição do componente menos volátil.

b. A curva superior representa o ponto de bolha da mistura, ou seja, o início da condensação por resfriamento, e a curva inferior representa o pondo de orvalho da mistura, ou seja, o início da vaporização por aquecimento.

c. Na região b, tem-se uma mistura de A e B na fase líquida, enquanto na região c, tem-se uma mistura de A e B, na fase vapor.

d. Para garantir a separação de A e B por diferença de volatilidade, basta que o processo ocorra entre as temperaturas TA e TB, qualquer que seja a composição da mistura binária.

e. Para uma determinada temperatura de operação entre T A  e T B , é possível estimar a composição da mistura tanto na fase líquida quanto na fase vapor.

Passo 1

Primeira afirmativa: “ T A  é a temperatura de ebulição do componente menos volátil.”

Olhando o gráfico, vemos que T A é menor que T B , portanto, T A precisa de menos energia para aí para a fase vapor. Logo é mais volátil que B.

Passo 2

Segunda afirmativa: “A curva superior representa o ponto de bolha da mistura, ou seja, o início da condensação por resfriamento, e a curva inferior representa o pondo de orvalho da mistura, ou seja, o início da vaporização por aquecimento.”

A curva de ponto de bolha representa em cada composição a primeira temperatura que temos uma bolha de vapor e o restante todo é líquido. Portanto, ela representa o início da vaporização por aquecimento. Além disso, ela é a nossa curva inferior.

A curva superior é a curva de orvalho. Nessa curva, temos uma grande massa de vapor e, portanto, nossa primeira gota de líquido. E essa curva sim pode representar a condensação por resfriamento.

Assim, essa afirmativa é falsa.

Passo 3

Terceira afirmativa: “Na região b, tem-se uma mistura de A e B na fase líquida, enquanto na região c, tem-se uma mistura de A e B, na fase vapor.”

A região abaixo da curva inferior, curva de bolha, é constituída de líquido, pois estamos em temperaturas menores. Portanto, a região a é líquida e composta pela mistura dos dois componentes.

A região b possui tanto líquido quanto vapor dos componentes A e B misturados.

A região c possui vapor dos dois componentes misturados.

Então, a alternativa é falsa!

Passo 4

Quarta afirmativa: “Para garantir a separação de A e B por diferença de volatilidade, basta que o processo ocorra entre as temperaturas TA e TB, qualquer que seja a composição da mistura binária.”

A diferença de volatilidade se baseia em quanto um produto está na fase líquida e outro está na fase vapor. Portanto, não podemos escolher qualquer composição... Precisa ser uma composição em que as curvas de Orvalho e Vapor estejam beem afastadas, da forma que vimos quando discutimos volatilidade!

Portanto, essa afirmativa é falsa, principalmente por falar “qualquer que seja a composição”.

Passo 5

Última afirmativa: “Para uma determinada temperatura de operação entre T A  e T B , é possível estimar a composição da mistura tanto na fase líquida quanto na fase vapor.”

Por eliminação, essa é a resposta correta 😊

Mas, sim, se conhecemos a temperatura, é só olhar o eixo horizontal para ver a composição do líquido e vapor naquela temperatura.

Verdadeiro!

Resposta

Letra e)