Relatório de Física Química

                        

[pic 1][pic 2]Universidade Federal da Grande Dourados

Faculdade de Ciências Exatas e Tecnologia

Curso de Licenciatura em Química

Valéria Cavania

         Diagrama de equilíbrio de fases de um sistema binário sólido-liquido.

        Dourados, 2020 

Valéria Cavania

          Diagrama de equilíbrio de fases de um sistema binário sólido-liquido.

Relatório apresentado como requisito parcial para obtenção de aprovação na disciplina de Físico-Química experimental I, no Curso de licenciatura em química, na Universidade Federal da Grande Dourados. Prof. Dra. Adriana Evaristo de Carvalho

                                        Dourados, 2020.

                                        Resumo

        O presente relatório submete a prática de experimento denominado Diagrama de equilíbrio de fases binário sólido-liquido, conteúdo da disciplina encontrado  grade curricular do curso de química. Com a finalidade da realização através de materiais e procedimentos experimentais, demonstrando possíveis resultados através de manuseio e como aprendizagem sobre o determinado conteúdo da disciplina, na elaboração de etapas necessárias para a discussão e conclusão de resultados. Saberemos nessa prática sobre o equilíbrio de fases sólido-liquido de não eletrólito, regra de alavanca e o método de derretimento.

Sumário

1. INTRODUÇÃO.............................................................................................................5
2. OBJETIVOS..................................................................................................................7
3. EXPERIMENTAL........................................................................................................7

1. Materiais e equipamentos.............................................................................................7
2. Procedimento experimental.........................................................................................7

1. RESULTADOS E DISCUSSÃO.................................................................................9
2. CONCLUSÃO.............................................................................................................15
3. REFÊRENCIA BIBLIOGRAFICA..........................................................................16

1. Introdução

Para se entender um diagrama de fases e preciso entender as definições básicas de seus componentes, fases e a variância ou grau de liberdade. Fase se refere ao estado físico, o número de fases presente em um sistema e simbolizado por P. Componente é um constituinte independente presente no sistema, o número de componentes é dado por C. Variância é o número de variáveis intensivas que podem ser independentemente alteradas sem perturbar o número de fases em equilíbrio representado por F, o grau de liberdade. Contendo C de componentes e  P fases em equilíbrio, conhecida como regra de fases, podendo ser calculado da seguinte maneira: [6]

 (eq. 1) [pic 3]

Um sistema constituído de um componente, como a água pura, tem que F=3-P. Uma única fase é representada por uma área no diagrama de fases. Quando forem três as fases em equilíbrio, F=0 e o sistema é invariante. [1]

Figura 1- diagrama de fases simplificado da água

[pic 4]

Disponível em: < http://www.ufjf.br/quimicaead/files/2013/09/FQ_II_Diagramasdefase.pdf> acesso: 16 mar. 2020.

        Um sistema de dois componentes, binário, C=2 e F=4-P. Se a temperatura é constante, a variância remanescente é F´=3-P, que tem um valor máximo de 2. Se mantiver a pressão constante teremos um diagrama da temperatura-composição, um diagrama de fases em que as curvas mostram as composições das fases em equilíbrio em função da temperatura. [1]

Figura 2- Diagrama de um sistema binário.

[pic 5]

Fonte: Google fotos

        Um segmento de reta horizontal que une dois pontos representando fases em equilíbrio é chamado de linha de amarração.

        A regra de alavanca permite a determinação da proporção entre as fases constituintes de uma região bifásica, através de um balanço de massas. Para demonstrar a equação da regra de alavanca: [4]

                                               (eq.2)[pic 6]

[pic 7]

 [pic 8]

[pic 9]

[pic 10]

  (eq.4)        [pic 11]

Ao invés de  isolar o , isolamos , chegando a equação da fração de fase liquida. [pic 12][pic 13]

Onde:

WL(fase liquida); (fase solida): frações mássicas(é o quociente entre a massa de A e a massa total presente na amostra.)[pic 14]

: concentração do liquido. [pic 15]

: concentração do sólido. [pic 16]

1. Objetivo

-Determinar um diagrama temperatura-composição de um sistema binário.

1. Experimental

1. Material e equipamento

• Aparelho para determinação de ponto de fusão
• 1 balança analítica (com resolução de 1 mg)
• 1 almofariz pequeno com pistilo
• 12 tubos de vidro (pequenos) com septo e tampa
• 12 tubos capilares com uma das extremidades fechadas
• Ácido benzóico (C6H5COOH)
• Naftaleno (C10H8)

1. Procedimento experimental

Ligando o aparelho de ponto de fusão 30 minutos antes de se iniciar o procedimento.

Numerado 11 tubos limpos e secos. Calculando a massas de naftaleno e ácido benzóico necessário para formar massa total 0,40 gramas com as seguintes frações em mol de naftaleno: