EXPERIMENTO 7: SISTEMA LÍQUIDO TERNÁRIO

EXPERIMENTO 7: SISTEMA LÍQUIDO TERNÁRIO

OBJETIVO: Determinar  a curva de solubilidade de dois líquidos parcialmente miscíveis entre si com um terceiro totalmente miscível nesses dois.

1. Teoria

De acordo com a regra de fases proposta por Gibbs em 1876, a variância V (número de graus de liberdade) de um sistema em equilíbrio é igual ao número de componentes C menos o número de fases P mais 2, considerando-se que o equilíbrio seja influenciado apenas pela temperatura, pressão e concentração :

                                V = C  -  P + 2                                                (1)

A variância é o menor número de variáveis independentes necessário para fixar completamente o estado do sistema.

        Este experimento é realizado em temperatura e pressão constantes para que estas não sejam variáveis. Desta forma, a equação (1) torna-se  

V = C - P                                                (2)

e para um sistema de 3 componentes V = 3 – P. Então, em um sistema de 3 componentes se houver apenas uma fase líquida, V = 2 e a concentração das duas substâncias devem ser especificadas para descrever completamente o sistema. Se houver duas fases líquidas imiscíveis em equilíbrio, V = 1 e a concentração de apenas um componente precisa ser especificada – as concentrações das outras podem ser determinadas no diagrama de fases.  É conveniente representar um sistema ternário em um diagrama triangular. A soma das perpendiculares de um dado ponto aos três lados é constante em um triângulo equilátero. Os vértices correspondem aos compostos puros e o lado oposto perpendicular de cada composto puro corresponde à percentagem de um dos componentes. P. ex., pode ser observado na figura abaixo que o ponto K possui 60 % de A, 40 % de C e 0 % de B. O ponto L representa a composição de 50 % de A, 35 % de B e 15 % de C. [pic 1]

                        [pic 2]

1. Material necessário

2 buretas de 50 mL, 12 Erlenmeyers de 125 mL, 1 pipeta graduada de 5 mL, suporte de madeira, acetato de etila, acetona e água destilada.

1. Procedimento

C1. No Erlenmeyer de nº 1, colocar 3 mL de acetato de etila e adicionar 22 mL de água.  Adicionar acetona até a mistura tornar-se límpida ou única fase.

C2. Repetir este procedimento aos demais frascos, obedecendo às quantidades iniciais da Tabela 1.

Tabela 1. Dados experimentais para determinação da curva de solubilidade de um sistema ternário de líquidos a pressão e temperatura constantes.

Frasco	Vacetato/mL	Vagua/mL	Vacetona/mL	%Vacetato/V	%Vagua/V	%Vacetona/V
1	3,0	22,0
2	4,0	21,0
3	6,0	19,0
4	9,0	16,0
5	11,0	14,0
6	14,0	11,0
7	16,0	9,0
8	19,0	6,0
9	20,0	5,0
10	21,0	4,0
11	22,0	3,0
12	23,0	2,0

1. Tratamento dos dados experimentais

D1. Admitindo que não haja variação de volume dos componentes ao ser misturado, calcule as percentagens em volume dos componentes das soluções saturadas.

D2.  Em um diagrama triangular obtenha a curva de solubilidade do sistema ternário.  

D3.  Mostre as linhas de amarração e como são obtidas?

1. Questões a serem consideradas na discussão  

E1.  Identifique as áreas no diagrama de fases.