Sistemas ternarios

Universidade Federal do Rio Grande

Escola de Química e Alimentos

Curso de Engenharia Química

Disciplina de Físico-Química Experimental I

1. Identificação

Experimento: Sistemas Ternários

Autores: Débora Rosa (129108), Patrick Laux (128000), Charles Bartolomeu (110529)

Professor responsável: Tito Roberto Sant’Anna Cadaval Junior

Data: 18 de outubro de 2018

2. Resumo

Este relatório refere-se ao experimento IX da disciplina de Físico Química Experimental I, que trata sobre a determinação das linhas de união de um sistema ternário de componentes líquidos, sendo estes componentes o ácido acético, tolueno e água. A curva presente nos diagramas representa o limite de composição dos líquidos para o sistema apresentar uma ou duas fases à uma mesma pressão e temperatura. Assim foi analisado um ponto do sistema apresentando composição de 25,5 mL de ácido acético, 5 mL de tolueno e 6,5 ml de água e notou-se a aproximação à uma curva do diagrama dos mesmos compostos a uma temperatura próxima, mostrando a idealidade dessa separação muito utilizada em algumas áreas industriais.

3. Introdução

Muitos pares de espécies químicas, quando misturadas em certa faixa de composições para formar uma única fase líquida, podem não apresentar-se de maneira estável. Nesta faixa de composições, tais sistemas se dividem em duas fases líquidas com composições diferentes e este fenômeno é um exemplo de equilíbrio líquido-líquido, importante em muitas operações industriais como, por exemplo, a extração com solventes.

A representação proposta por Stokes e Roozebom faz uso de um diagrama sob a forma de um triângulo equilátero, sendo esta uma das formas mais utilizadas. Nesta representação, os três vértices do triângulo correspondem aos componentes puros, os lados representam sistemas binários formados pelos compostos cujos vértices são vizinhos e os pontos internos representam os sistemas ternários. As composições das fases em equilíbrio podem ser determinadas através das linhas de amarração que representam as duas fases em equilíbrio. De acordo com a miscibilidade parcial dos três componentes envolvidos na formação do sistema, existem três tipos de sistema líquidos ternários. O primeiro representa um sistema em que só um par de componentes é parcialmente ou totalmente imiscível e os outros dois pares são completamente miscíveis em todas as proporções. É o diagrama mais comum que existe. No segundo tipo, dois pares de componentes são parcialmente ou totalmente imiscíveis. E no tipo três, todos os três pares de componentes são parciais ou totalmente imiscíveis. De um modo geral, a área de imiscibilidade de um sistema ternário diminui quando a temperatura se eleva. Utilizou-se os seguintes cálculos para montagem do gráfico do sistema ternário.

Cálculo das massas

[pic 1]

Cálculo frações mássicas

[pic 2]

Teve-se como objetivo traçar o diagrama de fases de um sistema de três componentes e determinar as linhas de união.

4. Metodologia

Partindo de diferentes soluções de dois dos componentes completamente miscíveis, adicionou-se um terceiro componente, sob agitação vigorosa, até que o sistema apresentou uma turvação permanente característica da formação de uma nova fase. As porcentagens dos componentes, no momento em que isso ocorre, definem os pontos da curva que limita a zona heterogênea. Uma vez conhecida essa curva, as linhas de união podem ser determinadas a partir de sistemas bifásicos, determinando a concentração de um dos componentes em cada uma das fases em equilíbrio.

Preparou-se um sistema binário, adicionando-se a um erlenmeyer 25,5 mL de ácido acético , mais 5 mL de Tolueno. Depois titulou-se com água até que o mesmo apresentou turvação permanente e procedeu-se com os cálculos para conhecer-se as porcentagens mássicas.

5. Resultados e Discussão

Para a realização do experimento foi decidido que seria determinado apenas um ponto em aula devido a escassez dos reagentes utilizados disponibilizados no relatório, deste modo o ponto que pareceu mais conveniente a ser determinado foi o que utilizava 25,5 mL de ácido acético e 5 mL de tolueno.

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