O Trabalho Matheus

Trabalho

Introdução:

O seguinte trabalho tem como objetivo a análise de uma mistura de dois compostos diferentes. Utilizando propriedades e equações físico-químicas, serão determinados o ponto eutético e um diagrama de equilíbrio sólido-líquido da mistura em questão. Além disso, serão calculadas uma temperatura na qual certa mistura começa a se solidificar e a composição do líquido e do sólido em equilíbrio em determinada temperatura.

Os compostos do sistema, a composição e a temperatura mencionados anteriormente serão determinados pelo número USP (8971714). Sendo que X, Y e Z correspondem aos três últimos algarismos (7, 1 e 4).

Definição do sistema a ser analisado:

Seja o último algarismo do nº USP Z=4, tem-se:

[pic 1]                          [pic 2]

Componente A: fenantreno (C14H10)         Componente B: 1,4-diclorobenzeno (C6H4Cl2)

Dados dos componentes:

	fenantreno	1,4-diclorobenzeno
ΔfusHɵ / kJ.mol-1	16,46	18,19
Temperatura de fusão / °C	99,24	53,09
Temperatura de fusão / K	372,39	326,24

A partir do Handbook of Chemistry and Physics (89th ed.)[1], obtém-se os seguintes valores:

Tabela 1: entalpias e temperaturas de fusão para fenantreno e 1,4-diclorobenzeno.

Determinação do ponto eutético e diagrama de equilíbrio sólido-líquido:

Fenantreno: [pic 3]

 (equação 1)[pic 4]

1,4-diclorobenzeno: [pic 5]

 (equação 2)[pic 6]

A seguir, apresenta-se uma tabela que relaciona as temperaturas (em Kelvin, calculadas a partir das equações 1 e 2), de fenantreno e 1,4-diclorobenzeno, e a fração de fenantreno correspondente na mistura:

Fração (fenantreno)	Tfenantreno / K	T1,4-diclorobenzeno / K
0,05	238,2	323,8
0,10	259,9	321,2
0,15	274,5	318,6
0,20	285,9	315,9
0,25	295,4	313,0
0,30	303,7	310,0
0,35	311,0	306,9
0,40	317,7	303,6
0,45	323,8	300,0
0,50	329,5	296,2
0,55	334,8	292,2
0,60	339,8	287,7
0,65	344,5	282,9
0,70	349,0	277,4
0,75	353,3	271,3
0,80	357,4	264,2
0,85	361,4	255,5
0,90	365,2	244,2
0,95	368,9	227,0

Tabela 2: relação entre as frações de fenantreno e as temperaturas de fusão do fenantreno e do 1,4-diclorobenzeno em uma mistura, obtidas utilizando as equações 1 e 2.

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O ponto eutético encontra-se na intersecção das retas que formam o diagrama sólido-líquido. Tal intersecção corresponde a uma mesma temperatura. Portanto, para determinar o ponto eutético, basta igualar a temperatura da equação 1 com a da equação 2, obtendo os seguintes valores:

Teut = 308,2K = 35,0°C

xeut(A) = 0,3299

xeut(B) = 0,6701

Transformando os valores de temperatura da tabela 2, de Kelvin para graus Celsius, obtém-se a seguinte tabela:

Fração (fenantreno)	Tfenantreno / °C	T1,4-diclorobenzeno / °C
0,05	-	50,6
0,10	-	48,0
0,15	-	45,4
0,20	-	42,7
0,25	-	39,8
0,30	-	36,8
xeut = 0,3299	Teut = 35,0	Teut = 35,0
0,35	37,8	-
0,40	44,5	-
0,45	50,6	-
0,50	56,3	-
0,55	61,6	-
0,60	66,6	-
0,65	71,3	-
0,70	75,8	-
0,75	80,1	-
0,80	84,2	-
0,85	88,2	-
0,90	92,0	-
0,95	95,7	-

Tabela 3: relação entre as frações de fenantreno e as temperaturas (em graus Celsius) correspondentes, necessárias para a construção do diagrama de equilíbrio.

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