EQUILÍBRIO DE FASES

EQUILÍBRIO DE FASES

Parte A - SISTEMA BINÁRIO  -  Miscibilidade de 2 líquidos

Construção de um Diagrama de Fases

Miscibilidade ~ Solubilidade

                                Quem é o soluto e quem é o solvente ?

        exemplo:         um pouco de sal em água - fase aquosa e,

                        um pouco de água em sal - fase salina

                e no meio ?

Miscibilidade de dois líquidos a p = constante

    Toma-se uma mistura e varia-se a temperatura até tornar miscível

[pic 1]

[pic 2]

[pic 3][pic 4]

---

Junto a uma certa composição: Temperatura consoluta superior   (TC)  - Temperatura crítica de solução

Se T > TC → miscível em qualquer proporção (concentração)

Dentro da concavidade duas camadas separadas:

a – limite de solubilidade de A em B           a dada[pic 5]

b – limite de solubilidade de B em A          T

   Camada LAB        composição a  (T),   a’(T’ )      rica em B

   Camada LBA        composição b  (T),   b’(T’ )      rica em A

Com o diagrama  pronto

Qual a massa das camadas LAB e LBA (dentro da concavidade) quando tem-se x % ?

[pic 6]

Regra da alavanca (razão entre as massas de fases) no diagrama:

massa de LAB / massa de LBA = x        b / x        a     (segmentos - régua)

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Aplicação da Regra das Fases Gibbs

                                                                                      (pressão, T)

        F            =              c                  -            [pic 7]            +     2

  variança                nº de componentes        nº de fases

No caso (sistema binário e pressão constante):

c = 2         e        + 2  (substituir por  + 1)

∴     F = 2 – [pic 8] + 1 =     3 – [pic 9]

Monofásico           fora da concavidade [pic 10] = 1

então  F = 2   ∴ São necessários duas variáveis p/ caracterizar-se o

sistema {composição (% A)  e a temperatura (T)}

Bifásico                dentro da concavidade [pic 11] = 2

então  F = 1    ∴ Apenas 1 variável independente

    (conhecido T, obtém-se as composições das camadas (a e b)

    conhecida a composição de apenas uma camada (a ou b), obtém-se a T e a composição da outra camada)

Exemplo de aplicação a partir de um diagrama fenol/água

Dado a= 16,5 % fenol      → 83,5 % H2O

Do diagrama obtém-se b (supor b= 70% fenol)     → 30 %  água

Camada - composição a                                Camada - composição b

Laquosa → a = 16,5% F                                Lfenólica → b = 70,0 % F

                83,5% A                                                        30,0 % A        

Supondo % F adicionado        = 34,7 % de A → x = 34,7 %

Alavanca (mfase aquosa /mfase fenólica) = (xb) / (x a) = (supor, na régua)

(mfase aquosa /mfase fenólica) =  7,0 / 3,6  =  1,94

  →    assim  mf aquosa =  1,94 . mf fenólica 

Mas, como 100 % , supoe-se :  mf aquosa + mf fenólica = 100 g

e:   1,94 . mf fenólica   +  mf fenólica = 100

mf fenólica = 34,01 g        e , consequentemente,  mf aquosa = 65,99 g              (massas das fases)

Dentro da fase aquosa ≡ LAB (65,99 g) com composição de 16,5 % F

65,99  ——— 100 %

                m    ——— 16,5 % de F

m = 10,89 g de fenol e

65,99 – 10,89 = 55,10 g H2O

Dentro da fase fenólica ≡ LBA (34,01 g) com comp. de 70,0 % F

34,01  ——— 100%

                m    ——— 70,0 %