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UFPB - UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAÍBA
CCEN - CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA NATUREZA
DISCIPLINA: FÍSICO-QUÍMICA II
PROFESSORA: SOCORRO BRITO
RELATÓRIO
DE
FÍSICO-QUÍMICA II
AULA PRÁTICA N° 4
TÍTULO: SISTEMA TERNÁRIO: ÁGUA-CLOROFÓRMIO-ÁCIDO ACÉTICO
ALUNOS: Dariston Kleber Sousa Pereira Matrícula: 10611464
Bruno Leite Ramalho Matrícula: 10611252
OBJETIVO
Construir o diagrama de fases do sistema ternário água-clorofórmio-ácido acético obtendo a linha de solubilidade das misturas.
INTRODUÇÃO
Diagrama de fase ou diagrama de equilíbrio é um diagrama que ilustra o equilíbrio entre várias fases de substâncias constituintes de um sistema. Define-se fase como sendo
qualquer parte fisicamente distinta e homogênea de um sistema, separada das outras partes do sistema por superfícies definidas. O número de componentes é o menor número de constituintes químicos independentes por meio dos quais é possível expressar a fase. O número de graus de liberdade ou variância de um sistema é o número de variáveis independentes, como temperatura, pressão e concentração, que precisam ser fixados para que a condição do sistema em equilíbrio seja completamente definida. Sistemas de grau de liberdade um, dois, três, etc., são chamados de univariante, bivariante, trivariante, etc., respectivamente. Admitindo-se que o equilíbrio entre as fases não é influenciado pela gravidade, por forças elétricas ou magnéticas, ou por forças de superfície, mas apenas pela temperatura, pressão e concentração, a regra das fases estabelece a relação entre o número de graus de liberdade (F) do sistema, o número de componentes (C) e o de fases (P) presentes no equilíbrio, pela equação: F = C - P + 2 Para sistemas de três componentes é possível se ter 4 graus de liberdade, pois, a temperatura, pressão e as concentrações de dois componentes podem variar independentemente. Visando a simplificação da representação gráfica das condições de equilíbrio para três componentes, o procedimento usual é considerar um sistema condensado, isto é, ignora-se a fase vapor. Assim o número de graus de liberdade se reduz a três e pode-se recorrer a um modelo tridimensional; para a representação das composições do sistema a diferentes temperaturas. Considerando-se a temperatura constante, pode-se indicar de uma maneira simples a composição do sistema de três componentes independentes por meio de um diagrama triangular eqüilátero. Estes apresentam a propriedade de a soma das distâncias de qualquer ponto interno aos três lados ser igual à altura do triângulo. Tomando-se o comprimento da altura por unidade, e exprimindo as quantidades dos três componentes do sistema em frações relativas à unidade, torna-se possível a representação da composição de qualquer sistema por meio de um ponto no diagrama. Para facilitar a localização dos pontos correspondentes às várias composições no diagrama triangular, a altura é dividida em dez ou mais segmentos iguais, e traça-se a cada lado uma série de segmentos paralelos. Os vértices do triângulo representam os componentes puros. Qualquer ponto interno do triângulo indica um sistema de três componentes; um ponto situado em um dos lados representa somente dois componentes à quantidade do terceiro sendo zero.
PARTE EXPERIMENTAL
Material e substâncias
10 Erlenmeyers de 250 mL providos de tampas; 3 buretas de 50mL; Clorofórmio; Ácido acético glacial (99,5%); Água destilada.
Procedimento
5 4,9826^ 7,355^ 11,1194^ 0,27666^ 0,06161^ 0,18517^ 0,52344^ 0,528^ 0,118^ 0,
6 5,9791^ 5,884^ 11,4341^ 0,33199^ 0,04929^ 0,19041^ 0,57169^ 0,581^ 0,086^ 0,
7 6,9756^ 4,413^ 11,7488^ 0,38732^ 0,03697^ 0,19565^ 0,61994^ 0,625^ 0,059^ 0,
9 8,9687^ 1,471^ 8,1822^ 0,49798^ 0,01232^ 0,13626^ 0,64656^ 0,77^ 0,019^ 0,
10 9,4669^ 0,7355^ 4,7205^ 0,52565^ 0,00616^ 0,07861^ 0,61042^ 0,861^ 0,01^ 0,
GRÁFICO
A partir das frações molares dos componentes da mistura no momento em que
uma certa quantidade de ácido acético miscibilizou totalmente a mistura foi construído
um gráfico tricoordenado e ligando os pontos obteve-se sua linha de solubilidade na
temperatura do experimento, que foi de 27°C.
A parte do gráfico que se encontra interior à curva de solubilidade é a região
onde se tem duas fases em equilíbrio, uma rica em água, mas que também contém
pequenas quantidades dos outros componentes dissolvidos, e outra rica em clorofórmio
que também contém quantidades dissolvidas dos outros. Isso porque a água e o
clorofórmio são parcialmente miscíveis, enquanto que o ácido acético é
completamente miscível em cada um deles. Acima da linha de solubilidade tem-se uma
região monofásica, onde os três componentes são completamente miscíveis.
CONCLUSÃO
Observando o gráfico pode-se ver que a linha de solubilidade da mistura não é simétrica. Isso por causa da diferença de solubilidade do ácido acético na água e no clorofórmio. Pode-se observar que comparando duas misturas, uma com uma grande quantidade de água e outra com essa mesma quantidade, só que de clorofórmio, a mistura que necessita menor volume de ácido acético para miscibilizá-la totalmente é a que contém uma grande quantidade de clorofórmio. Isso sugere que o ácido acético é mais solúvel em clorofórmio.
BIBLIOGRAFIA
CASTELLAN, G. W., Fundamentos da Físico-Química. Vol. 2. Livros Técnicos e Científico Editora S.A., Rio de Janeiro, 1986.
Roteiro das aulas práticas de físico-quimica II – UFPB , 2008
