fisico quimica experimental

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MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO
UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ - UTFPR
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE QUÍMICA E BIOLOGIA
BACHARELADO EM QUÍMICA

PR

UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ

Práticas de Físico Química QB75B
Experimento 11
Diagrama de Fases – Equilíbrio Líquido-vapor
Como já foi abordado anteriormente uma das condições para que haja equilíbrio entre duas fases em um sistema binário (sistema com dois componentes), é que o potencial químico de um componente (i) deve ser igual nas duas fases. Isto é, se temperatura (T) e pressão (p) são constantes: i(l) = i(g).
Considerando que a fase gasosa tem comportamento de gás ideal e a fase líquida comportamento de solução ideal tem-se o seguinte:
- as leis das pressões parciais de Dalton (pi = yi.p) e a de Raoult (pi = xi.p*i) são válidas;
- então i(g) = i*(g) + RT.lnyi e i(l) = i*(l) + RT.lnxi, onde: xi, yi são as frações molares do componente i nas fases líquida e gasosa respectivamente; i*(g) = i°(g) + RT.ln(p/p°) e i*(l) são os potenciais químicos do componente i, puro, teria se estivesse sob a pressão em que se encontra o sistema (pressão total) e i°(g) o potencial química padrão do componente i, puro, no estado gasoso.
Com isto tem-se que para um sistema binário a temperatura constante a pressão total (pressão de vapor) do sistema é: p p = p*2 + (p*1 – p*2).x1

p *2 .p *1 p *1  p *2  p *1 y1

(p*i é a pressão de vapor do componente i puro).
O que mostra, que para um sistema ideal, o seguinte diagrama de fase, pressão versus composição a temperatura constante, pode ser obtido (vide Figura 1a). Também é possível obter o diagrama de fase da temperatura de ebulição versus composição a pressão (pressão total) constante teoricamente mediante a equação de Clapeyron (vide Figura 1b) ou, como acontece em geral, experimentalmente através da determinação dos pontos de ebulição e das composições dos vapores correspondentes a misturas líquidas de várias