Enunciado

3 – Os seguintes dados foram obtidos para as concentrações de equilíbrio líquido-vapor de misturas de nitrogênio e oxigênio a 100 kPa:

Esboce o digrama de fases no plano da temperatura contra composição. Determine se as curvas se ajustam ao comportamento ideal, calculando, em cada caso, o coeficiente de atividade do O2.

Passo 1

Começando com o plote do diagrama de fases T x composição, usando os dados da tabela do enunciado:

No gráfico acima, x(O2) representa a fração molar de O2 na fase vapor e y(O2) representa a fração molar de O2 na fase liquida.

Passo 2

Para conseguirmos verificar se as curvas se ajustam bem a um comportamento ideal, vamos verificar pelas curvas do diagrama de fase da pressão contra composição, pois, sabemos que a pressão para um líquido ideal, possui um comportamento linear com a composição, assim a curva que descreve a pressão do líquido deve ser uma reta para que seja um comportamento ideal. O diagrama de fases em termos da pressão contra composição é o seguinte:

Pelo diagrama acima, você pode ver que a curva da pressão do liquido segue um comportamento linear, logo há um comportamento ideal para a solução.

Passo 3

Calculando agora o coeficiente de atividade.

O coeficiente de atividade é dado pela seguinte expressão, que é a eq. 5.45 do Atkins:

p A = a A p A * = γ A x A p A *

Isolando γA

γ A = p A x A p A *

Onde,

p A = y A p

Sendo

p = 100   k P a = 753   T o r r

Assim,

γ A = y A p x A p A *

Calculando o coeficiente de atividade para cada temperatura, obtém-se a seguinte tabela para os coeficientes de atividades:

Resposta

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