PreLab ELV

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1. O ELV é utilizado na indústria química e de alimentos a fim de identificar meios que envolvem transferência de massa para separar compostos presentes em uma mistura, visando a formação de uma fase líquida e outra vapor. A destilação, por exemplo, é um dos processos de separação mais importantes, pois necessita de um íntimo conhecimento do comportamento das fases líquida e vapor em equilíbrio. Além disso, os processos de extração e absorção exigem também um preciso conhecimento das fases presentes no equilíbrio termodinâmico.
2. A Lei de Raoult considera que a fase vapor e a fase líquida são ideais (o coeficiente de fugacidade e o coeficiente de atividade tornam-se 1). Além disso, considera para baixas pressões a fugacidade do componente puro ser substituída pela pressão de saturação da espécie 
A Lei de Raoult é válida para pressões baixas, onde o comportamento do gás se aproxima do ideal, e para soluções ideais, no qual as interações entre as espécies da solução são aproximadamente iguais.
3. Um azeótropo é uma mistura líquida a qual, quando vaporizada, produz um vapor que tem a mesma composição que o líquido, ou seja, um ponto para o qual a composição do líquido e vapor em equilíbrio é igual. A presença desse fenômeno nos processos de separação, em proporções específicas dos constituintes, forma uma mistura com ponto de ebulição constante e fixo, apresentando uma baixa volatilidade relativa, consequentemente não podendo ser desagregados pelo mero processo de destilação simples.
4. O ponto de ebulição da água consiste em 100 ºC, enquanto o ponto de ebulição do ácido acético consiste 118 ºC.
Termodinâmica Experimental II
Discente: Lucas Felipe Simões Silva
Matrícula: 20200084302
Respostas do questionário pré-laboratório: Estudo experimental do equilíbrio líquido-vapor binário.
5. 
(1) célula de equilíbrio; (2) sensor de temperatura fase líquida; (3) sensor de temperatura fase vapor; (4) dedo de aquecimento; (5) regulador de voltagem; (6) gargalo do ebuliômetro com sensor de temperatura; (7) manta de aquecimento e agitador magnético; (8) condensador acoplado a um sistema de refrigeração (banho termostático); (9) tanque pulmão ligado a bomba de vácuo; (10) visor para controle da vazão de condensado.
O ebuliômetro de Othmer trabalha à pressão constante (atmosférica). Alimenta-se a célula de equilíbrio e aquece a solução até entrar em ebulição na câmara de mistura. O calor é fornecido à mistura por meio de uma placa de aquecimento, que provoca a formação de bolhas de vapor que, juntamente com um agitador, auxilia na homogeneização da ebulição, assim como na mistura do refluxo para a câmara do ebuliômetro. Após o início da circulação de água pelos condensadores, o sistema, isolado, é posto sob agitação durante alguns minutos e após este, a manta de aquecimento é ligada. O nível do líquido deve estar situado acima da resistência de aquecimento e abaixo da entrada do tubo ascendente. O vapor, ao chegar ao topo, entra em contato com um termopar que registra a temperatura da fase vapor. O vapor continua a ascender, passando por dois condensadores e retornando à célula de equilíbrio.
6. Resposta:
a) Quando se tem o componente puro, sua temperatura de equilíbrio é equivalente a temperatura de saturação, ou seja, o ponto de ebulição. Portanto, para a água: 104 ºC; para o ácido acético: 118 ºC.
b) 
Figura 1 - Água
Sabe-se que o (linha azul) é o líquido saturado, enquanto o y (linha vermelha) é o vapor saturado. Portanto, para a água, foram achados os seguintes resultados:
Para a temperatura aproximada de 107 ºC, foi obtida a composição de 0,45 para a fase líquida e 0,6 para a fase de vapor. Já para a temperatura aproximada de 113 ºC, foi obtida a composição de 0,15 para a fase líquida e 0,22 para a fase de vapor.
Figura 2 - Ácido acético
Já para o ácido acético foram encontrados os seguintes resultados:
Portanto, para a temperatura aproximada de 107 ºC, foi obtida a composição de 0,5 para a fase líquida e 0,35 para a fase de vapor. Já para a temperatura aproximada de 113 ºC, foi obtida a composição de 0,85 para a fase líquida e aproximadamente 0,78 para a fase de vapor.