(Fisquiexp 1) Relatório 01 - Mistura de água e fenol

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO 
INSTITUTO DE QUÍMICA 
DEPARTAMENTO DE FÍSICO-QUÍMICA 
 
Físico-Química Experimental I 
 
 
 
 
 
 
Larissa de Oliveira Augusto, DRE118032923 
Landerson Matheus Barbosa Pereira, DRE119062913 
 
 
 
 
Determinação do diagrama de equilíbrio de misturas líquidas de água e fenol 
 
 
 
 
 
Rio de Janeiro 
Dezembro de 2021 
 
 
1 INTRODUÇÃO 
Água e fenol são líquidos parcialmente miscíveis, isto é, líquidos que não se misturam 
totalmente e cuja solubilidade depende da pressão, temperatura e porcentagem ponderal 
das substâncias. Como se trata de uma mistura de dois componentes, é chamada de 
mistura binária. 
Ao se misturar água e fenol em diferentes proporções, é possível construir um diagrama 
desse sistema binário. No diagrama, existe uma região em que há solubilidade total 
(mistura monofásica) e uma região em que há um sistema bifásico, essa região é 
denominada de hiato de miscibilidade. Quando há duas fases, uma delas é rica em um 
componente e a outra é rica em outro componente. 
A regra das fases de Gibbs diz que V = C – P + 2 
Em que V é a variança ou número de graus de liberdade, ela é definida como o número 
de propriedades intensivas (independentes da massa do sistema) que é preciso conhecer 
a fim de definir o estado do sistema. C é o número de componentes e P é o número de 
fases na qual o 2 está associado à pressão e à temperatura como variáveis. 
Como no sistema água-fenol há dois componentes, e como a pressão é constante de 1 
atm (pressão ao nível do mar), ou seja, só a temperatura tem liberdade para variar, então 
tem-se que: 
V = 3 – P 
E nesse caso, a variança máxima é de 2 (apenas uma fase), temperatura e composição 
podem variar. 
No caso de temperatura e pressão constantes, tem-se que: 
V = 2 – P 
E nesse caso, a variança máxima é de 1 (apenas uma fase), e só a composição pode 
variar, caso haja duas fases, a composição não tem como variar, de modo que a 
composição das duas fases (soluções conjugadas) é constante. 
Dito isso, o objetivo do experimento discutido nesse relatório é determinar uma curva 
binodal de diferentes proporções da mistura água e fenol, bem como corroborar que o 
sistema se trata de uma mistura de líquidos parcialmente miscíveis. 
2 RESULTADOS E DISCUSSÃO 
Cálculo da massa de fenol contida em 3,0 ml de solução saturada cuja massa específica 
(ρ) é igual a 1,06 g.cm-3. 
m = ρ x V 
m = 1,06 x 3,0 = 3,18 g 
A partir da temperatura medida da solução saturada de fenol, é possível determinar a 
solubilidade do fenol em água de acordo com o gráfico abaixo. 
 
 
 
A temperatura encontrada em 3,0 ml da solução saturada de fenol, anterior às 
posteriores adições de volumes de água destilada, foi de 28 ˚C. 
De acordo com o gráfico, a solubilidade da solução de fenol em água de 70 g de 
fenol/100g de solução. 
S = 70 g fenol / 100 g de solução 
A partir da massa de fenol presente em 3,0 ml e da massa total do sistema, é possível 
determinar a porcentagem ponderal de fenol em água de cada sistema cuja temperatura 
de homogeneização foi medida. 
Primeiramente, deve-se determinar a massa de fenol presente em 3,0 ml de solução 
saturada que é solubilizada em água a partir da seguinte relação: 
Mfenol = 3,18 g x (70/100) = 2,226 g 
 
Assim, é possível preencher as lacunas do seguinte quadro que relaciona sistema, massa 
total da solução (g), porcentagem ponderal de fenol em água e temperaturas de 
homogeneização. 
 
Sistema 
 
Massa total (g) 
 
% p/p fenol 
Temperatura de 
homogeneização 
(˚C) 
1 4,68 47,56 38 
2 5,18 42,98 54 
3 5,68 39,19 61 
4 6,18 36,02 65 
5 7,18 31,00 66 
 
 
6 8,18 27,21 66 
7 9,18 24,25 66 
8 11,18 19,91 66 
9 14,18 15,70 63 
10 18,18 12,24 58 
11 24,18 9,21 48 
12 29,18 7,63 48 
 
Construção de uma curva binodal que relaciona a temperatura de homogeneização e a 
porcentagem ponderal de fenol: 
 
3 CONCLUSÃO 
O gráfico que correlaciona a temperatura de homogeneização e a porcentagem ponderal 
de fenol resultou numa curva binodal. Portanto, o sistema água/fenol é de fato uma 
mistura de líquidos parcialmente miscíveis. Isso já era previsto pela estrutura química 
do fenol, uma vez que a porção benzênica é hidrofóbica e a hidroxila ligada ao anel é 
hidrofílica. 
 
4 BIBLIOGRAFIA 
1. ATKINS, P. W.; Físico-Química – Fundamentos, 3 ed., Editora LTC, São Paulo, 
2003. 
2. CASTELLAN, G.; Fundamentos de físico-química, Editora LTC, São Paulo, 1972. 
3. LEVINE, I. N.; Físico-Química vol. I, 6 ed., Editora LTC, São Paulo, 2012. 
0
10
20
30
40
50
60
70
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
Te
m
p
er
at
u
ra
 (
˚C
)
%p/p fenol