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Capítulo 7 – Processos Envolvendo Equilíbrio Líquido Vapor

Numa mistura de duas fases, líquida e vapor, em equilíbrio, um componente de uma das fases está em equilíbrio com o mesmo componente na outra fase. A relação de equilíbrio depende da pressão, da temperatura e da composição da mistura na fase líquida. Para sistemas binários, esta relação de equilíbrio pode ser visualizada em diagramas de equilíbrio líquido vapor, idênticos aos da figura 7.1.
100

200

xA

T = 303,15 K

P = 760 mm Hg

yA

180

75
T/K

P / mm Hg

Líquido

ELV

Vapor
ELV

50

160

Líquido
Vapor
25

140
0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

0

0.2

XA , YA

0.4

0.6

0.8

1

XA, YA

Figura 7.1 – Diagrama de fases de misturas binárias:
a) Pressão-composição para o sistema tetracloreto de carbono/tetrahidrofurano.
b) Temperatura-composição para o sistema tetracloreto de carbono/furano(1).
Notas: xA – fracção molar de A na fase líquida; yA - fracção molar de A na fase vapor;
ELV – equilíbrio líquido vapor

Soluções ideais

Uma solução líquida ideal define-se como aquela em que:
Não há combinação química ou associação molecular entre moléculas diferentes.
As dimensões das moléculas diferentes são idênticas.
As forças atractivas entre as moléculas dos diferentes componentes são aproximadamente iguais.
As moléculas são não polares e nenhum dos componentes se encontra concentrado à superfície da solução.
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Como consequência destes pressupostos, a entalpia e o volume de mistura de soluções ideais são nulos.
Embora na realidade a maioria das soluções líquidas não possam efectivamente ser consideradas soluções ideais, na prática, em cálculos menos rigorosos, é frequente utilizar-se a aproximação de solução ideal, pelo que apenas iremos considerar este tipo de soluções.
Uma solução ideal pode ser descrita pela Lei de Raoult, que relaciona a pressão parcial do componente i na fase de vapor, Pi, com a fracção molar do mesmo