Exercícios Resolvidos de Regra das Fases, Diagrama e Balanço Material

Ver Teoria

Enunciado

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

Passo 3

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 4

Passo 5

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.