Modelo de mistura de gases ideais e modelo de mistura ideal

UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ
CENTRO DE TECNOLOGIA
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUÍMICA

TERMODINÂMICA DE SOLUÇÕES:
MODELO DE MISTURA DE GASES IDEAIS E MODELO DE MISTURA IDEAL

Fortaleza, 08 de novembro de 2012 1. Introdução
Na indústria, é mais usual a utilização de misturas do que de substâncias puras. Além disso, ao longo dos processos industriais, é comum essas misturas passarem por mudanças em sua composição.
Até agora, só havíamos estudado modelos para calcular misturas que dependiam apenas da temperatura e da pressão. Porém, na realidade da indústria é de extrema importância o estudo de modelos que considerem a variação da fração molar. Assim, são apresentados abaixo dois modelos nesses moldes, um para misturas de gases ideais e outro para misturas ideais, sejam seus componentes líquidos ou gasosos.

2. Desenvolvimento 3.1. Modelo de Mistura de Gases Ideais
Quando os componentes de uma mistura são (ou podem ser considerados) gases ideais, existe um modelo simples para descrever seu comportamento. Por usar como base gases ideais, este modelo possui capacidade limitada quando aplicada a misturas com componentes reais. Porém, tem sua importância garantida pela simplicidade e por funcionar como base para a termodinâmica de soluções.
Independente de sua natureza, todos os gases ideais possuem o mesmo volume molar nas mesmas condições T e P, dado pela equação abaixo:
V=R×TP
Considerando a mistura cujos componentes são gases ideais e que a equação acima também atende, temos:
Vgi=RTP
Vigi=∂nVgi∂niT,P,nj=∂nRTP∂niT,P,nj=RTP∂n∂ninj
Onde: Vigi→ volume parcial molar da espécie i em uma mistura de gases ideais
Vgi→ volume da mistura de gases ideais ni→ número de moles da espécie i na mistura
Considerando n=ni+jnj, temos que:
Vigi=RTP ∴ Vigi=Vigi=Vgi=RTP
Assim, como era de se esperar, sabendo-se da ausência de forças intermoleculares em misturas de gases ideais e do volume desprezível de uma