DIAGRAMA TERNÁRIO - Gabrielle S Braz

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UNIVERSIDADE DO ESTADO DE MINAS GERAIS 
UNIDADE JOÃO MONLEVADE 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
RELATÓRIO DIAGRAMA DE FASES TERNÁRIO: MÉTODO 
GRÁFICO DE GIBBS E ROOZEBOOM 
 
 
 
 
 
 
 
 
JOÃO MONLEVADE – MINAS GERAIS 
AGOSTO DE 2022 
 
 
 
 
 
GABRIELLE SCHULTZ BRAZ – 0694-180 
JOÃO PAULO MIRANDA – 0693-563 
TACIANE CAROLINE NEVES – 0693-412 
 
 
 
 
 
RELATÓRIO DA SÍNTESE DE NANOPARTÍCULAS DA 
MAGNETITA 
 
 
 
 
 
Trabalho apresentado ao professor da disciplina 
Físico-Química II do Curso de Graduação em 
Engenharia Metalúrgica da Universidade do 
Estado de Minas Gerais, como requisito parcial 
para a aprovação na referida disciplina. 
 
Docente: Alan Rodrigues Teixeira Machado 
 
 
 
 
 
JOÃO MONLEVADE – MINAS GERAIS 
AGOSTO DE 2022 
 
 
 
 
SUMÁRIO 
 
1 INTRODUÇÃO ......................................................................................................... 4 
1.1 OBJETIVO ......................................................................................................... 6 
2 MATERIAIS E PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL ................................................ 6 
2.1 MATERIAIS ........................................................................................................ 6 
2.2 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL ................................................................. 6 
3 RESULTADOS E DISCUSSÃO ................................................................................ 7 
4 CONSIDERAÇÕES FINAIS ................................................................................... 10 
REFERÊNCIAS ......................................................................................................... 10 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4 
 
1 INTRODUÇÃO 
 
Segundo Lobo e Ferreira (2006), para representar sistemas ternários recorre-
se à geometria dos prismas de base triangular onde às ordenadas se faz corresponder 
a temperatura ou a pressão e à base (um triângulo equilátero) se associa a 
composição dos componentes em fracção molar (ou percentagens molares) (x1, x2 e 
x3) ou fracções (ou percentagens ponderais) (w1, w2 e w3), como mostra a figura 1. 
 
Figura 1: Representação do Diagrama Ternário. 
 
Fonte: Lobo; Ferreira, 2006. 
 
Vamos agora ver como se interpretam geometricamente os diagramas de fases 
ternários onde os três componentes (1, 2 e 3) do sistema são líquidos à temperatura 
e à pressão consideradas. Se dois dos componentes forem parcialmente miscíveis, o 
diagrama representativo das diversas composições apresentará o aspecto ilustrado 
na Figura 2. 
 
 
 
5 
 
Figura 2: Diagrama Ternário. 
 
Fonte: Lobo; Ferreira, 2006. 
 
À temperatura e pressão consideradas, no interior da área limitada pelos pontos 
[ACPDB] existem duas fases (líquidas) imiscíveis: o ponto A representa o limite de 
solubilidade do componente 3 no componente 2; em contrapartida, o ponto B 
representa o limite de solubilidade do componente 2 no componente 3; quando o 
sistema contém, também, o componente 1 e a composição global é representada por 
um ponto no interior da área [ACPDB] o sistema desdobra-se em duas fases líquidas 
ternárias em equilíbrio termodinâmico (LOBO; FERREIRA, 2006). 
Ainda segundo Lobo e Ferreira (2006), por exemplo, um sistema ternário de 
composição global dada pelo ponto R apresenta-se como sendo constituído por duas 
fases líquidas cujas composições são dadas pelos pontos C e D. A linha recta [CRD] 
une duas fases em equilíbrio: uma (a fase com a composição do ponto D) mais rica 
no componente 3 e outra (a fase com a composição dada pelo ponto C) mais rica no 
componente 2. Quer dizer: a adição do componente 1 aos sistemas binários de 
componentes 2 e 3 cuja composição inicial esteja compreendida entre as de A e B dá 
origem ao aumento da solubilidade mútua de 2 e 3, de modo que a zona bifásica vai 
diminuindo, até se atingir um ponto também ternário de composição dada por P, em 
que a solubilidade de 2 em 3 e a de 3 em 2 se igualam. 
O ponto P designa-se por ponto de enlace ou ponto crítico (ou plait point, em 
Inglês). As retas como [CD] que unem duas fases em equilíbrio são denominadas tie-
lines, na designação em língua inglesa, que se generalizou. Pelo que ficou dito se 
conclui que a linha [ACP] é a curva de solubilidade do componente 3 no sistema 
 
 
6 
 
constituído pelos três líquidos 1, 2 e 3, enquanto que a curva [PDB] representa os 
limites de solubiliddae do componente 2 no sistema ternário. A curva de solubilidade 
limitante da zona bifásica [ACPDB] denomina-se curva binodal. No exterior da curva 
binodal um sistema ternário como o que estamos a tratar é monofásico (LOBO; 
FERREIRA, 2006). 
 
1.1 OBJETIVO 
 
Construir o diagrama ternário de composição acetato de etila – etanol – água. 
Identificar sistemas ternários formados por três líquidos parcialmente miscíveis. 
Determinar as concentrações de misturas de três líquidos parcialmente miscíveis, a 
partir das quais o sistema é homogêneo. Construir o diagrama de fases do sistema 
ternário segundo o método gráfico de Gibbs e Roozeboom que recorre a um triângulo 
equilátero. 
 
 
2 MATERIAIS E PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 
 
2.1 MATERIAIS 
 
- Bureta de 25 mL; 
- Suporte universal; 
- 10 tubos de ensaio de 20x200 mm; 
- Reagentes (Acetato de etila, etanol e água); 
 
2.2 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 
 
1. Numerar os tubos de 1 a 10, encher as buretas com acetato de etila, etanol 
e água destilada. 
2. Transferir as quantidades descritas na tabela 1 para cada tubo. 
 
 
 
 
7 
 
Tabela 1: Quantidades de água e acetato de etila. 
Tubo (n°) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 
Água (mL) 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 10,0 
Acetato de etila (mL) 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 
 
3. A cada tubo adicionar etanol até que seja observada a turbidez ou que as 
duas fases presentes desapareçam e anotar o volume na tabela 2. 
 
 
3 RESULTADOS E DISCUSSÃO 
 
Após adicionarmos água e acetato de etila nos tubos, fizemos adição do etanol, 
até ser possível observar apenas 1 fase. O valor de etanol adicionado em cada tubo 
está descrito na tabela 2. 
 
Tabela 2: Quantidade de etanol. 
Tubo (n°) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 
Etanol (mL) 4 3 3,5 3,3 2,8 3,5 3,1 3,1 3,6 3,6 
 
Para darmos seguimento na elaboração do diagrama ternário, precisamos das 
frações molares de cada componente, portanto, tendo os dados acima, calculou-se 
com a equação 1, as massas gastas durante o procedimento. Onde: ρetanol = 0,7903 
g/mL, ρacetato = 0,902 g/mL e ρágua = 1 g/mL. Com a equação 1, obteve-se os resultados 
descritos na tabela 3. 
 
𝜌 =
𝑚
𝑉
 Eq. 1 
 
Tabela 3: Massas dos respectivos volumes. 
Tubo 
Volume 
(mL) 
Massa - 
Etanol (g) 
Volume 
(mL) 
Massa – 
Água (g) 
Volume 
(mL) 
Massa – 
Acetato (g) 
1 4 3,1612 1 1 3 2,706 
2 3 2,3709 2 2 3,1 2,7962 
3 3,5 2,76605 3 3 3 2,706 
4 3,3 2,60799 4 4 3 2,706 
 
 
8 
 
5 2,8 2,21284 5 5 3 2,706 
6 3,5 2,76605 6 6 3 2,706 
7 3,1 2,44993 7 7 3 2,706 
8 3,1 2,44993 8 8 3 2,706 
9 3,6 2,84508 9 9 3 2,706 
10 3,6 2,84508 10 10 3 2,706 
 
Tendo as massas, o próximo passo é calcular o número de mol de cada 
componente, fez-se os cálculos utilizando a equação 2. Onde: MMetanol = 46 g/mol, 
MMacetato = 88,11 g/mol e MMágua = 18 g/mol. Feitos os cálculos, montou-se a tabela 
4. 
 
𝑛 =
𝑚
𝑀𝑀
 Eq. 2 
 
Tabela 4: Número de mol de cada tubo. 
Tubo Etanol (mol) Água (mol) Acetato (mol) 
1 0,0687 0,0556 0,0307 
2 0,0515 0,1111 0,0317 
3 0,0601 0,1667 0,0307 
4 0,0567 0,2222 0,0307 
5 0,0481 0,2778 0,0307 
6 0,0601 0,3333 0,0307 
7 0,0533 0,3889 0,0307 
8 0,0533 0,4444 0,0307 
9 0,0618 0,5 0,0307 
10 0,0618 0,5556 0,0307 
 
Para montar o diagrama ternário precisamos da fração molar de cada componente de 
cada tubo, então calculou-se usando a equação 3. Com os resultados do cálculo com 
a equação 3, montou-se a tabela 5. 
 
𝑋1 =
𝑛
𝑛𝑡Eq. 3 
 
 
9 
 
Tabela 5: Frações molares dos componentes em cada tubo. 
Tubo Etanol Água Acetato 
1 0,443 0,359 0,198 
2 0,265 0,572 0,163 
3 0,233 0,647 0,119 
4 0,183 0,718 0,099 
5 0,135 0,779 0,086 
6 0,142 0,786 0,072 
7 0,113 0,822 0,065 
8 0,101 0,841 0,058 
9 0,104 0,844 0,052 
10 0,095 0,857 0,047 
 
Com os valores das frações molares, com auxílio do Software Origin 6, 
montamos o diagrama ternário para o composto água-etanol-acetato de etila, como 
mostra a figura 3. 
 
Figura 3: Diagrama Ternário: Água-Etanol-Acetato. 
 
Fonte: Autores, 2022. 
 
 
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 Acetato
F
ra
çã
o 
M
ol
ar
 d
o 
A
ce
ta
to
 d
e 
E
til
a
Fração M
olar do Etanol
Fração Molar da Água
 
 
10 
 
4 CONSIDERAÇÕES FINAIS 
 
Saber como funciona um Diagrama Ternário é necessário para os estudantes de 
engenharia, pesquisadores e outros interessados. 
Vimos que mesmo através de um programa, chamado Origin, montar um 
diagrama ternário é bem mais complicado do que apenas interpretá-lo. Portanto, esse 
trabalho, nós proporcionou uma aprendizagem importante e nos mostrou que o 
trabalho dos pesquisadores é maravilhoso.. 
 
 
 
 
 
 
 
 
REFERÊNCIAS 
 
LOBO, L. Q.; FERREIRA, A. G. M. Termodinâmica e Propriedades Termofísicas, 
Volume I, Termodinâmica das Fases; Imprensa da Universidade de Coimbra: 
Coimbra, 2006.