diagrama liquido-vapor

Diagramas líquido-vapor
Para uma solução líquida contendo 2 componentes voláteis que obedecem
(pelo menos em primeira aproximação) a lei de Raoult, e portanto considerada como uma solução ideal, a pressão de vapor (P) em equilíbrio com a solução a uma determinada temperatura T pode ser calculada pela soma das pressões parciais dos 2 componentes,
P = P1 + P2

(1)

Por sua vez, as pressões parciais de cada componente podem ser calculadas a partir da lei de Raoult conhecendo as frações molares na solução (Xi) e a pressão de vapor dos líquidos puros a temperatura T (Pio),
Pi = XiPio

(2)

A composição da fase vapor também pode ser representada pela lei de
Dalton a partir das frações molares na fase vapor (Yi) e a pressão de vapor P,
Pi = YiP ou Yi = (Pi/P)

(3)

Estas equações podem ser usadas para encontrar a relação entre Xi e Yi.
Para o caso de 2 componentes,
P = X1P1o + (1-X1)P2o = P2o + (P1o – P2o)X1

(4)

Esta equação indica de que a pressão de vapor da solução é uma função linear de
X1 (no caso de uma solução ideal)
Substituindo na equação (3) o valor de P1 obtido em (2) e de P obtido em
(4) tem-se,

X 1P o
1
Y1 = o
0
P2 + ( P − P2o ) X 1
1

(5)

A equação (5) indica claramente de que Y1 = X1 somente no caso dos 2 líquidos puros terem a mesma pressão de vapor, P1o = P2o na temperatura T, ou no caso de P Por outra parte, é possível verificar de que Y1 > X1 quando P1o >
P2o e vice-versa.
Estas equações podem ser utilizadas para uma solução equimolar (X1 = X2
= 0,5), a 323,1 K, de 2-metil-1-propanol (P1o = 58 kPa) e 3-metil-1-butanol (P2o
= 18 kPa) que se comporta como solução ideal (ver diagrama mais abaixo).
P = 0,5×58+0,5×18 = 38 kPa
Usando a equação (5), para X1 = 0,5 obtém-se Y1 = 0,763
Enquanto a pressão de vapor em equilíbrio com a solução é uma função linear de X1 no limite de uma solução ideal (ver equação 4), o mesmo não ocorre

com Y1. A equação (5) pode ser modificada de maneira a expressar X1 em