Equilíbrio de Fases

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INTRODUÇÃO
	
O equilíbrio de fases de um sistema é alcançado quando seus componentes apresentam potenciais químicos iguais em todas as fases. Considerando as fases em equilíbrio, a chamada Regra das fases de Gibbs fornece uma relação entre o número de constituintes e fases presentes no sistema com o grau de liberdade, ou seja, o número de propriedades intensivas (temperatura, pressão, concentração de todos os componentes em cada fase) que podem ser livremente variadas sem perturbar o estado de equilíbrio. A Regra das fases é dada pela equação:
F = C - P + 2
onde F é o grau de liberdade, C é o número de constituintes e P é o número de fases no sistema.[1]
	Já os diagramas de fases são gráficos que conseguem mostrar as regiões de pressão, temperatura e composição onde se têm estabilidade de fases. Um exemplo clássico é o diagrama da água (Figura 1) onde é possível observar as curvas de transição que separam as regiões e mostram os pontos nos quais duas fases coexistem em equilíbrio, o ponto triplo onde as três fases coexistem e o ponto crítico no qual a densidade do gás fica igual a do líquido remanescente e as fases se misturam.[1]
Figura 1. Diagrama de fases da água
	Para a representação de um sistema de três substâncias é utilizado o diagrama ternário (Figura 2). Ele consiste em um triângulo equilátero onde cada lado é dividido em partes iguais, correspondendo as porcentagens de cada componente. Por convenção, nesse diagrama a pressão e a temperatura são consideradas constantes. Os vértices do triângulo indicam onde a concentração da substância é igual a 100% e o lado oposto a este vértice indica onde a concentração da substância equivale a 0%. Quando duas das substâncias são parcialmente solúveis, o diagrama ternário apresenta uma curva que liga dois pontos do lado do triângulo correspondente às quantidade presentes dessas substâncias, chamada curva de solubilidade. Essa curva delimita a região onde a composição da mistura permite a solubilidade das duas substâncias. [1]
Figura 2. Esquema de um diagrama ternário
OBJETIVO
	Estudar a miscibilidade no sistema ternário água/ácido acético/clorofórmio e construir o diagrama ternário do mesmo.
PARTE EXPERIMENTAL
	
	1. MATERIAIS E REAGENTES:
	- Erlenmayers
	- Buretas
	- Garras
	- Mufas
	- Água
	- Ácido acético
	- Clorofórmio
	
	2. PROCEDIMENTOS:
Cada uma das misturas binárias indicadas na Tabela 1 foi preparada em erlenmayers com o auxílio de buretas contendo os componentes. O terceiro componente de cada uma das misturas foi adicionado lentamente, também com a ajuda de buretas, sempre agitando a mistura até o aparecimento de turvação permanente. Foram anotados os volumes exatos acrescentados de cada um dos terceiros componentes. 
RESULTADOS E DISCUSSÃO	
Para o desenvolvimento do diagrama ternário, era necessário o preenchimento da tabela abaixo (Tabela 1) através de experimentos laboratoriais. Em cada frasco era colocado os valores determinados e em seguida era feita uma titulação para se determinar os volumes desconhecidos.
Tabela 1. Misturas para a determinação do diagrama de fases
	Frasco
	Volume H2O (mL)
	Volume HAc (mL)
	Volume CHCl3 (mL)
	1
	24
	16
	Determinar
	2
	8
	12
	Determinar
	3
	5
	15
	Determinar
	4
	1
	9
	Determinar
	5
	Determinar
	4
	36
	6
	Determinar
	5
	15
	7
	Determinar
	8
	12
	8
	Determinar
	12
	8
	Para cada frasco era adicionado volumes dos titulantes até a formação de uma solução turva. Os valores encontrados estão na Tabela 2.
Tabela 1. Volumes das misturas para a determinação do diagrama de fases ternário.
	Frasco
	Volume H2O (mL)
	Volume HAc (mL)
	Volume CHCl3 (mL)
	1
	24
	16
	1,7
	2
	8
	12
	2,8
	3
	5
	15
	12,6
	4
	1
	9
	18,7
	5
	0,7
	4
	36
	6
	0,4
	5
	15
	7
	1,6
	8
	12
	8
	5,5
	12
	8
	
	Em cada frasco foi calculada a porcentagem de cada volume em relação ao volume total do frasco. A conta foi realizada por regra de três, onde o volume total do frasco era 100% e se achava as porcentagens dos volumes para cada sustância (Tabela 3).
Tabela 3. Porcentagens de cada composto presente em cada frasco.
	Frasco
	% H2O
	% HAc
	% CHCl3
	1
	57,55
	38,37
	4,08
	2
	35,09
	52,63
	12,28
	3
	15,34
	46,01
	38,65
	4
	3,48
	31,36
	65,16
	5
	1,72
	9,83
	88,45
	6
	1,96
	24,51
	73,53
	7
	7,41
	37,04
	55,55
	8
	21,57
	47,06
	31,37
	Os valores da porcentagem de cada volume foram usados para a construção de um diagrama ternário conforme figura 1.
Figura 1. Diagrama ternário para a solução Água - Ácido Acético – Clorofórmio.
	No diagrama a parte 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.
Após a determinação dos pontos de solubilidade, confirmou-se a baixa miscibilidade entre a água e o clorofórmio. Por este mesmo parâmetro, verificou-se a maior solubilização, mesmo que discreta, de água em grandes volumes de clorofórmio que a situação inversa, solubilização de clorofórmio em volumes maiores de água. 
Os pontos que estão fora da curva podem ser atribuídos a erros durante o experimento, tanto quanto a determinação do ponto final na titulação, ou seja, quanto a solução apresentava coloração turva, ou a vidrarias mal calibradas. Um outro motivo pode ser também a diferença de solubilidade do ácido acético na água e no clorofórmio.
CONCLUSÃO
Conclui-se com o experimento realizado, que pode-se ter em equilíbrio soluções praticamente imiscíveis como a água e o clorofórmio, basta para isso adicionar um outro liquido que solubilize ambos que no caso deste experimento foi o ácido acético. Pode-se observar também que comparando duas misturas, uma com uma grande quantidade de água e outra com grande quantidade de clorofórmio, a mistura que necessita de menor volume de ácido acético para se solubilizar totalmente é a que contém uma grande quantidade de clorofórmio. A partir disso podemos dizer que o ácido acético é mais solúvel em clorofórmio.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
CASTELLAN, G. Fundamentos de Físico-Química. 1ª ed. Rio de Janeiro: Editora LTC, 1986.