Diagramas de Fases e Conceitos de Misturas

NMA211 CT3012 NMA211 CT3012 Misturas diagramas de fases Precisamos definir FASE COMPONENTE e GRAU DE LIBERDADE Como voce classificaria Uma mistura homogênea Uma emulsão Uma mistura heterogênea NMA211 CT3012 NMA211 CT3012 Diagramas de Fases II Fase Homogênea em composição a nível microscópico e estado físico graus de liberdade P 1 Exemplos Emulsão Dispersão Componente Composto químico de natureza independente constituinte do sistema O Número de componentes de um sistema é o número mínimo de constituintes químicos não envolvidos em um equilíbrio químico presentes em todas as fases do sistema Exemplos Uma solução de água e etanol C2 P1 Solução de NaCl C2 F1 Na depende de Cl NMA211 CT3012 NMA211 CT3012 Diagramas de Fases II FASE P Critério de homogeneidade COMPONENTE C Critério químico Componente Constituinte se não há reações no sistema C2 P3 A estequiometria determina a relação de composição entre CaCO3 e CaO 11 C312 consituintes químicos independentes CaCO3 e CaO possuem estruturas distintas e não formam uma fase homogênea NMA211 CT3012 NMA211 CT3012 Diagramas de Fases II C 2 P 3 11 CaCO3CaO mais CO2 ou C3 e P3 não equilibrio C 1 P 2 em equilibrio e 11 NH3HCl ou C2 e P2 Variância Número de variáveis termodinâmicas graus de liberdade que podem ser modificadas independentemente sem que haja uma mudança do número de fases P em equilíbrio Ex Água líquida em uma fase C1 P1 F 2 PT Ex Água líquida em eq com vapor C1 P2 F 1 P ou T NMA211 CT3012 NMA211 CT3012 A Regra de Fases de Gibbs F C P 2 Considere os casos em que C 1 P fT então F 1 P e T são determinados Quatro equações e duas incognitas Impossível Temos como variáveis independentes p T C e P Uma equação duas incognitas Duas equações e duas incognitas NMA211 CT3012 NMA211 CT3012 A Regra de Fases Considere os casos em que C 1 O número de graus de liberdade para um sistema de C componentes a p e T fixos é C 1 Ex Para 2 componentes temos que XA XB 1 Para P fases o número de graus de liberdade é PC1 2 Entretanto para um sistema em equilíbrio temos P1 equações de equilíbrio para cada componente P1C O número de graus de liberdade do sistema é portanto F PC1 P1C 2 C P 2 Regra de Fases de Gibbs NMA211 CT3012 NMA211 CT3012 Sistemas de uma componente Ex Diagrama de fases da água C1 1 Fase P 1 F 2 Área p x T 2 Fases P 1 F 1 Linha p x T 3 Fases P 1 F 0 ponto pT F PC1 P1C 2 C P 2 Temos uma justificativa para a ocorrencia do ponto triplo a uma P e T definidas para substancias puras NMA211 CT3012 NMA211 CT3012 Sistemas de duas componentes Diagrama de fases de uma mistura C2 F 2 P2 e para T constante Fmax 2 P 1 2 Pressão p e composição x para cada fase P1 em equilíbrio define completamente o nosso sistema Diagramas de pressão de vapor de uma mistura de dois líquidos voláteis Para o vapor Dalton fração molar do gás Raoult O vapor é mais rico no componente mais volátil Coloque xA em função de yA e use Raoult Note que trocamos yA por 1yB no denominador para a expressão em xB e combinamos os termos NMA211 CT3012 Sistemas de duas componentes NMA211 CT3012 NMA211 CT3012 A Regra de Fases papb papb O que acontece quado pb é zero O que acontece quado pb e pa são iguais NMA211 CT3012 NMA211 CT3012 Diagramas de composição Za Composição P 2 TCTE C 2 F 2 2 1 1 Linha que varia com a composição Diagrama p x z NMA211 CT3012 NMA211 CT3012 Destilação P 2 TCTE C 2 F 2 2 1 1 Linha que varia com a composição Diagrama p x z linha de composição constante isopleta Em equiíbrio líquido com pressão de vapor p e composição xA e vapor com composição yA NMA211 CT3012 NMA211 CT3012 A Regra da Alavanca ni são as quantidades em cada fase NMA211 CT3012 NMA211 CT3012 Diagramas T x zA Destilação fracionada O que diferencia estas duas misturas