Diagrama de Fases e Azeótropos: Interações e Processos de Destilação

Diagramas de Fases Azeótropos 1 Relembrando Desvio da idealidade O que acontece com as pressões de vapor dos líquidos quando β0 e β0 Azeótropos Máx ou min no diagrama p x za 2 Quando há uma interação favorável entre os dois solventes temos a formação de um azeótropo com o aumento do ponto de ebulição da mistura Exemplos ácido nítrico e água HCl e água O inveso mínimo também pode ocorrer Exemplos etanol e água O líquido é estabilizado pelas interações AB e a pressão de vapor cai pois Tb da mistura aumenta Azeótropos 3 O que acontece quando em um processo de destilação chegamos ao ponto azeótropico O que caracteriza o ponto azeotrópico x e T p F 221 Mas T é aquela que define xAyA F0 temos um ponto Mistura eutética Represente um processo de destilação com estes azeótropos O azeótropo da mistura águaetanol ocorre em 4 em massa para a água a 78 graus C Az com Tb alto Az com Tb baixo Líquidos imiscíveis 5 Destilação por arraste a vapor Ebulição ocorre quando p 1 atm papb p 1xb pa xbpb 1xa pb xa pa papb Vantagem a temperatura onde a mistura entra em ebulição é menor que Tb do composto de interessea ebulição acontece quando p1 atm Explique Aplicação Extração de óleos vegetais hidrofóbicos usando água Limitação A composição do líquido extraido é definida pela razão das pressões de vapor Diagramas LíquidoLíquido 6 Regra da Alavanca Quando há separação de fases a T e p constante so podemos ter um par de composições específicas pois F0 Uma vez separada as fases a adição de A ou B não leva a mudança da composição somente nas proporções das duas fases Se continuarmos adicionando B em um dado momento todo o A estara dissolvido em B e voltaremos a ter uma fase Ex água e óleo F2211 p cte Líquidos parcialmente miscíveis Diagramas LíquidoLíquido 7 035 083 Acima de uma temperatura crítica de mistura superior Tuc há a formação de uma fase somente Há sistemas com Tlc Temperaturas Críticas 8 Tuc e Tlc estão relacionados aos diferentes tipos de contribuições para ΔGmix entre os líquidos Explique Separação de Fases 9 Linha de separação em função de beta são raízes da eq ao lado Destilação de Líquidos Parcialmente Miscíveis 10 F0 231 Destilação de Líquidos PM 11 Como fica a regra de fases quando temos P3 zn xana xbnb xcnc Líquido P 1 Sólido P 2 12 Liq B sólido puro Liq A sólido puro Diagramas O ponto eutetico possui o menor ponto de mudança de fase fusão no caso Mistura AB Ponto Eutetico 13 No ponto eutetico a mistura se comporta como sendo uma substancia pura A mudança de fase ocorre sem deposito de A ou B Exemplos Solda 67 estanho e 33 chumbo com ponto de fusão de 183C Água e NaCl formam uma mistura eutetica a 23 por peso que congela a 211C Como encontrar o ponto eutetico 14 Assim como as euteticas no diagramas de fase do eq LíqGás as auteticas possuem a menor temperatura de mudança de fase congelamento O ponto onde a taxa de resfriamento muda demarca a nova fase No ponto eutético F0 231 A temperatura de congelamento é única e depende do sistema Ex água e NaCl a 23 por peso T211C Curvas de resfriamento congelamento é exotérmico e retarda o resfriamento Sistemas Reativos 15 Quantidades estequiométricas C 1 Excesso de A Sistema AC Excesso de B Sistema BC 2X um diagrama de fases normal com simetria em x05 x05 A B C Sólido puro Semicondutores do tipo IIIV Ga As GaAs Fusão Incongruente 16 Método usado na síntese de monocristais baseado na fusão incongruente Travelling Heater Method THM Cristais Liquidos Apresentam transições de fase em sua esrutura orientacional Possuem estrutura molecular na forma de bastão ou disco Tem comportamento de líquido e sólido cristalino em pelo menos uma direção 17 4cyanobenzylidene4noctyloxyanaline CBOOA Cristais Liquidos 18 httpwwwcalpolyedujfernsleResearchLiquid20CrystalsLCResearchhtml Um pixel LCD Moléculas quirais causam o desvio da luz polarizada aqui o cristal inteiro nao tem centro de inversao Cristais líquidos quirais são birrefringentes e tipicamente formam estruturas em hélice na fase nemática forma colestérica Transições de fase são induzidas por mudanças de temperatura ou composição Resfriamento por zona 21 Método usado na purificação de semicondutores httpwwwcgluviccatechniqueshtml 23 Defina fase componente e grau de liberdade Que fatores definem o número de frações em uma destilação fracionada para um xA desejado Indique com a ajuda de equações que o vapor é mais rico que o líquido na componente mais volátil Indique em um diagrama de fases para um substância pura quantos graus de liberdade estão presentes em cada região Faça o mesmo para o diagrama de fases de dois líquidos parcialmente miscíveis O que são azeótropos e o que leva a sua ocorrência Explique porque em uma destilação por arrasto de vapor a fração molar do vapor da componente menos volátil é maior que sua fração dissolvida no solvente volátil Quando temos o surgimento de duas fases distintas