A Engenharia Ambiental e Sanitária

[pic 1]Curso: Engenharia Ambiental e Sanitária

Disciplina: Físico Química Ambiental        Prof.: Denise Abatti Kasper Silva

Prática – Montando um Diagrama de fases para sistema binário Introdução

Fase é uma palavra de origem grega que representa aparência. Assim, o

número de fases em um sistema é tradicionalmente associado ao número de sistemas com diferente aparência que coexistem em uma determinada condição. Uma ou mais fases podem estar em equilíbrio em sistemas de um ou mais componentes, e a identificação do tipo de sistema que é esperado em uma certa condição é de grande importância para processos industriais. Uma maneira concisa de representar estas informações é através do que se chama diagrama de fases. Nestes gráficos, representa-se o número e tipo de fases em equilíbrio em um certo sistema, em função de parâmetros chamado de variáveis intensivas, neste caso fração molar de um dos componentes. O estudo de equilíbrio de fase deve muito à contribuição de J.W. Gibbs, que enunciou uma regra em que se baseia toda a determinação de diagramas de fase.

Este experimento tem por objetivo a elaboração de um diagrama de fase binário e a discussão das informações que podem ser obtidas a partir dele. O sistema a ser estudado encontra-se descrito em mais detalhes a seguir. Ao término do experimento, espera-se que o aluno tenha clareza sobre os seguintes conceitos: condição de equilíbrio em sistemas de mais de uma fase, construção e interpretação de diagramas de fase, regra das fases de Gibbs.

Materiais

Água (d = 1,0 g/ml) (A)        1 pipetas graduadas de 2 ml Manteiga de cacau (MC) (MMm = 270 g mol-1) 1 espátula fina

1 pêra        9 tubos de ensaio dom tampa

Termômetro –10 ºC a 110 ºC        estante com os tubos

1 béquer de 50 ml        1 vidro de relógio

1 estante para tubos de ensaio        banho termostatizado

Procedimento

Para o par: água (A1) e manteiga de cacaul (MC)

• Ligar ou conferir se o banho está ligado a 60 ºC
• numerar os tubos de 1 a 9
• anotar a temperatura ambiente;
• pesar as massas indicadas para MC, de acordo com a tabela 1 utilizando a espátula (procure colocar MC no fundo do tubo;
• em seguida, acrescentar os volumes pre-determinados de A.
• anote os valores de A e MC nessa tabela.

Tabela 1 - Volumes de água (A) e massa de MC registradas na preparação das amostras

Tubo	Massa de MC (g)	Volume de A (ml)
1	-	2
2	0,2	1,8
3	0,4	1,6
4	0,6	1,4
5	0,8	1,2
6	1,0	1,0
7	1,2	0,8
8	1,6	0,4
9	2,0	-

• colocar a estante com os tubos de ensaio no banho e monitorar os tubos durante o aumento de temperatura até que a MC funda;
• retirar a estante do banho e colocar o termômetro dentro do tubo 1;
• monitorar em quais tubos ocorre a turvação (que indica o início da separação de fases) à medida que a temperatura cai e registrar essa temperatura, na tabela 2, em ºC;
• repetir o procedimento de modo a ter no máximo variação de 1ºC entre as

medidas.

Resultados

Complete as colunas faltantes na tabela 2. Lembrando que a densidade é dada por d = m/v, que o número de mols é calculado por n = m/M M e que a fração molar é obtida através de: X2 = n2/nt, escreva as frações molares de MC que corresponde a cada tubo de ensaio anote na tabela 2 abaixo.

Tabela 2 - Conjunto de dados sobre a mistura binária água (A) e MC, fração mássica (x) de MC indicando a temperatura de formação de duas fases

Tubo	Massa de MC (g)	Massa de A (g)	Fração mássica (x2) de MC	T (ªC) formação de 2 fases
1	-	2
2	0,2	1,8
3	0,4	1,6
4	0,6	1,4
5	0,8	1,2
6	1,0	1,0
7	1,2	0,8
8	1,6	0,4
9	2,0	-

Agora adeque os dados de fração mássica para fração molar na tabela 3.

Tabela 3 - Conjunto de dados sobre a mistura binária água (A) e MC, fração molar (X) de MC indicando a temperatura de formação de duas fases

Tubo	Massa de MC (g)	Massa de A (g)	n de MC	n de A	Fração molar (X2) de MC	T (ªC) formação de 2 fases
1	-	2
2	0,2	1,8
3	0,4	1,6
4	0,6	1,4
5	0,8	1,2
6	1,0	1,0
7	1,2	0,8
8	1,6	0,4
9	2,0	-

Garanta que o relatório reduzido contenha

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