Termo- sistema fenol agua

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  • Publicado : 9 de maio de 2012
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1. Resumo
Com este trabalho prático, pretende-se determinar a curva de solubilidade de um par de líquidos, nomeadamente do sistema fenol-água. E, através da curva obtida, determinar a temperatura crítica de solubilidade para o sistema analisado.

2. Introdução
Alguns pares de líquidos são miscíveis em todas as proporções e em condições normais, como é o caso dos sistemas água-álcool eálcool-éter. No entanto, existem outros pares de líquidos que não são miscíveis, ou que a sua solubilidade um no outro só se verifica até uma certa percentagem (líquidos parcialmente miscíveis) de cada um dos componentes, obtendo-se assim duas fases distintas. Vamos estudar este último caso.
Quando a mistura só apresenta uma fase significa que esta é completamente homogénea em relação à sua composiçãoquímica e estado físico. Por outro lado, quando temos duas fases significa que a mistura já atingiu a sua solubilidade-limite (ambas as fases contêm composições das duas substâncias) e que as interacções intermoleculares em moléculas iguais são mais fortes do que em moléculas diferentes.A solubilidade de um sistema aumenta com a temperatura uma vez que a energia cinética das moléculas, com oaquecimento, faz com que estas ultrapassem a “barreira” da solubilidade-limite, em condições normais.
As curvas que separam estas duas zonas (bifásica e monofásica) são as curvas de solubilidade ou curvas de equilíbrio, apresentando-se, de um modo geral, da seguinte forma:
Figura 1 - Diagrama de fases de um sistema líquido-líquido.

Para construir a curva de solubilidade é necessário saber aconcentração de cada um dos componentes e a temperatura à qual o sistema apresenta uma só fase nessa concentração. Assim, num sistema de uma única fase, a composição dos dois componentes pode variar livremente, e num sistema de duas fases apenas pode variar a composição de um dos componentes.
À medida que se vai alterando as composições molares dos componentes, a solubilidade-limite da mistura tambémse altera, e por conseguinte, é preciso aumentar a temperatura para que a solução se torne monofásica. Quando atingimos o máximo da curva, temos a composição crítica do sistema e a temperatura nesse ponto é designada por temperatura crítica superior, sendo explicada pela energia de Gibbs da mistura. Há ainda sistemas que têm uma temperatura crítica inferior, como o sistema água-trietilamina, eoutros que apresentam as duas, como o sistema água-nicotina. Para o sistema estudado no presente trabalho (sistema fenol-água), tem-se apenas uma temperatura crítica superior.
Pela regra das fases de Gibbs, para um sistema de dois componentes, sabemos que a variância, F, é uma relação entre o número de componentes da mistura, C, e o número de fases em equilíbrio, P:
F = C – P + 2
A variância é onúmero de variáveis que podem ser alteradas num sistema sem que haja alteração das fases deste.
Como já foi referido, o sistema que vai ser estudado neste trabalho é o de fenol-água, o qual apresenta uma curva de solubilidade semelhante à representada na figura 1.

3. Parte Experimental
4.1. Procedimento Experimental
Inicialmente, colocou-se um copo de precipitação de 500 mL, com água, sobrea placa de aquecimento, e um termómetro, preso por um suporte universal, na água. De seguida, introduziu-se, no copo com água, a primeira ampola contendo a mistura fenol-água, ou seja, a ampola com menor percentagem de fenol, e procedeu-se ao seu aquecimento em banho-maria. O aquecimento do sistema foi feito lentamente para que a temperatura não subisse muito rápido. Ao longo do aquecimento,agitou-se a ampola, retirando esta do banho e invertendo-a, de modo a homogeneizar a mistura fenol-água, a qual apresentava, no início, duas fases. Esta etapa foi efectuada rapidamente para que a mistura não arrefecesse. Quando o sistema se encontrou totalmente monofásico (quando se observou apenas uma fase), retirou-se o copo do aquecimento e registou-se a temperatura, , alcançada até ao momento....
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