Equilibrio Heterogêneo: Diagrama De Fase

Experimento N0: Equilibrio heterogêneo: Diagrama de fase

1) Objetivo

• Determinar a temperatura critica de solubilidade ou temperatura consoluta para o sistema fenol/água;

• Determinar a composição critica para o mesmo sistema.

2) Fundamento Teórico

Um sistema está em equilíbrio em relação a um determinado processo, se pode ser demonstrado que o processo é reversível para pequenas variações, em qualquer sentido, das condições. Esta definição abrange qualquer tipo de equilíbrio.

Nos sistemas químicos os processos envolvidos em grande número são diversificados, entretanto as condições que afetam o equilíbrio são de numero reduzido. Graças a este fato, pode-se das um tratamento geral ao equilíbrio químico. Normalmente, a pressão, a temperatura e as variáveis de composição são parâmetros que afetam o equilíbrio. Condições adicionais como campo gravitacional, elétrico, magnético e radiação só são consideradas quando modificam o equilíbrio, geralmente elas são constantes ou ausentes.

Existem dois tipos de equilíbrio químico, o homogêneo e o heterogêneo, a distinção entre os dois é que no primeiro sistema é constituído por apenas uma fase, sendo, portanto monofásico, já o equilíbrio heterogêneo, envolve mais de uma fase em equilíbrio químico, ou seja, o sistema é polifásico.

É importante o conceito de fases, que muitas vezes é confundido com estado de agregação. Entende-se por fase, toda porção homogênea da matéria caracterizada pelos mesmos valores de propriedades intensivas: Composição química, densidade, índice de refração, forma cristalina e estado de agregação (sólido, liquido e gasoso).

Diagrama de fases é um gráfico que representa o equilíbrio de um sistema, onde nos eixos estão colocadas as variáveis estado de interesse e indicando as fases existentes, o equilíbrio entre estas fases e a composição do sistema nos estados de equilíbrio.

METODO

Quando pequena quantidade de água é adicionada ao fenol, à temperatura ambiente, a água se dissolve e um liquido homogêneo é formado (solução de água e fenol). Se aumentarmos a concentração da água, mediante a adição de pequenas quantidades até que a concentração de água seja cerca de 70%, a água deixa de se dissolver e a uma adição posterior, ocorre formação da segunda fase liquida, que consiste do excesso de água e uma pequena quantidade de fenol dissolvido, ou seja, uma solução de fenol em água.

Se aumentarmos a temperatura, esta segunda fase liquida desaparece, e uma quantidade a mais de água deve ser adicionada para produzir a separação das duas fases liquidas.

Desta forma, aumentando a quantidade de água e anotando a temperatura em que as duas fases desaparecem, obtemos a chamada curva de solubilidade da água no fenol. Para este caso, a solubilidade aumenta com o aumento de temperatura.

Da mesma forma a curva de solubilidade do fenol na água pode ser obtida, e neste caso a solubilidade também aumenta com a temperatura.

Desde que, com o aumento da temperatura, a concentração da água na camada fenólica e similarmente a concentração de fenol na camada aquosa aumenta, as composições tornam-se cada vez mais próximas ate que certa temperatura, as duas soluções tornam-se idênticas, neste ponto as duas soluções passam a uma solução homogênea. A temperatura em que as duas soluções conjugadas, que são as soluções em equilíbrio, tornam-se idênticas é conhecida como Temperatura critica de solubilidade ou temperatura de consoluta. A composição da solução neste ponto é chamada composição critica.

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