DIAGRAMA DE SOLUBILIDADE PARA UM SISTEMA TERNÁRIO DE LÍQUIDOS

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO AMAZONAS - UFAM 
Instituto de Ciências Exatas - ICE 
Departamento de Química - DQ 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
6º RELATÓRIO DE FÍSICO-QUÍMICA EXPERIMENTAL 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
MANAUS - AM 
23 DE JUNHO DE 2015 
 
UNIVERSIDADE FEDERAL DO AMAZONAS - UFAM 
Instituto de Ciências Exatas - ICE 
Departamento de Química - DQ 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
DIAGRAMA DE SOLUBILIDADE PARA UM SISTEMA TERNÁRIO DE LÍ-
QUIDOS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ALUNOS: AYRTON LUCAS TELES 21201646 
JOSIANA MOREIRA MAR 21206535 
LUANA LEÃO 21201434 
WAGNER MOREIRA 21203673 
 
 
 
 
MANAUS - AM 
18 DE JUNHO DE 2015 
DIAGRAMA DE SOLUBILIDADE PARA UM SISTEMA TERNÁRIO DE LÍQUIDOS 
 
RESUMO 
A curva de solubilidade de um sistema ternário de líquidos constituído de ace-
tona (C3H6O), água (H2O) e acetato de etila (CH3COOC2H5) foi determinada a partir 
da titulação de acetona (colocada na bureta) e 12 soluções de água e acetato de etila 
preparadas, em várias proporções de volume entre si, em 12 erlenmeyeres. 
Por meio da titulação foram anotados os valores, em mL, dos volumes gastos 
de acetona com intuito de se obterem soluções homogêneas nos 12 erlenmeyeres, 
uma vez que a solução de acetato de etila e água é imiscível, mas, em certas quanti-
dades de acetona, o sistema ternário torna-se miscível em geral. Com esses valores, 
foram calculadas as concentrações, de cada constituinte do sistema ternário. 
A partir dessas informações, pode-se construir o diagrama de fases do sistema 
ternário em questão e traçar a curva de solubilidade, a qual apresenta boa concordân-
cia em relação à curva de solubilidade descrita na literatura. 
 
INTRODUÇÃO 
Os sistemas de três componentes são representados por diagramas de fase 
triangulares, ou, diagramas ternários, onde a composição é indicada por um ponto em 
um triângulo equilátero. A Figura 1 mostra como é feita a leitura destes tipos de dia-
gramas (HENLEY; SEADER, 1981). 
Figura 1: Leitura do Diagrama Ternário 
As distâncias, como representada na Figura 1, do ponto P aos lados do triân-
gulo correspondem às frações molares (ou mássicas) dos componentes. Os vértices 
dos triângulos representam os componentes puros; os lados representam as misturas 
binárias dos componentes que aparecem nos dois vértices que compõem o lado. A 
adição (ou remoção) de um componente de uma dada composição (ponto no triân-
gulo) é representada pelo movimento ao longo da linha que liga o ponto ao vértice 
correspondente ao componente (GONZALEZ; MACEDO; SOARES; MEDINA, 1986). 
Se os três componentes do sistema se misturam em todas as proporções for-
mando soluções homogêneas então não há interesse para a extração em fase líquida. 
Os sistemas de importância nesta extração são aqueles que ocorrem imiscibilidade, 
assim, para o equilíbrio líquido-líquido, o interesse está na parte heterogênea da mis-
tura, na qual o sistema é instável, ou seja, no qual não é possível a coexistência dos 
três componentes numa única fase, ocorrendo à separação do sistema em duas fases 
(GONZALEZ; MACEDO; SOARES; MEDINA, 1986). 
Logo, existem faixas de composições na qual o sistema permanece em uma 
única fase líquida (região homogênea) e outras faixas de composições em que as 
fases líquidas coexistem (região heterogênea). A linha no diagrama triangular que se-
para essas regiões é chamada de curva binodal ou curva de solubilidade (HENLEY; 
SEADER, 1981). 
De acordo com a miscibilidade parcial dos três componentes envolvidos na for-
mação do sistema, existem três tipos de sistema líquidos ternários, no qual o tipo 1 
representa um sistema em que só um par de componentes é parcial ou totalmente 
imiscível; os outros dois pares são completamente miscíveis em todas as proporções. 
É o diagrama mais comum que existe (ALMEIDA; 2003). 
Treybal (1968) classifica em quatro tipos principais de sistemas: 
•Tipo 1: formação de um par de líquidos parcialmente miscíveis. 
•Tipo 2: formação de dois pares de líquidos parcialmente miscíveis. 
•Tipo 3: formação de três pares de líquidos parcialmente miscíveis. 
•Tipo 4: formação de fases sólidas 
Neste sistema os pares de líquidos A-C e B-C são miscíveis em todas as pro-
porções na temperatura estabelecida, A e B são parcialmente miscíveis e os pontos 
D e E representam soluções saturadas no sistema binário (SENOL, 2006). 
A isoterma do tipo 2 é representada na Figura 2. Neste caso, na temperatura 
fixada, os pares de líquidos A-B e B-C são parcialmente miscíveis e C se dissolve em 
A em todas as proporções (TREYBAL, 1968). 
 
 Figura 2: Equilíbrio líquido-líquido ternário do tipo 2 
 
Os sistemas do tipo 3 são pouco usuais e não têm utilidade especial na técnica 
de extração. Nestes sistemas os três pares dos componentes são parcialmente mis-
cíveis (SENOL, 2006). 
Os sistemas do tipo 4 estão presentes um sólido em fases líquidas saturadas. 
Um exemplo de sistemas deste tipo é o sistema anilina + iso-octano + naftaleno 
(TREYBAL, 1968). 
O objetivo deste experimento foi determinar a curva de solubilidade de um sis-
tema ternário constituído de dois líquidos imiscíveis e de um terceiro líquido miscível. 
 
 
PARTE EXPERIMENTAL 
 
 
• Material e Reagentes 
- 12 (doze) erlenmeyers de 125 mL 
- 3 (três) buretas de 50,0 mL 
- 150 mL água destilada (pisseta) 
- 200 mL de acetato de etila P.A. 
- 400 mL de cetona P.A. 
 
• Procedimento Experimental 
 
Partindo de diferentes soluções de dois dos componentes completamente mis-
cíveis, adicionou-se um terceiro componente, sob agitação vigorosa, até que o sis-
tema apresentasse uma turvação permanente característica da formação de uma 
nova fase. Preparou-se doze sistemas binários, em erlenmeyers, conforme indicado 
na Tabela 1. 
No erlenmeyer 1, colocou-se 3,0 mL de acetato de etila e foi adicionado 22,0 
mL de água. Titulou-se com acetona até a mistura torna-se límpida (apresentou-se 
uma única fase). 
Repetiu-se este procedimento para os demais erlenmeyers, obedecendo às 
quantidades iniciais na tabela 1. 
 
Tabela 01. Dados experimentais para a determinação da curva de solubilidade em um 
sistema ternário de líquidos, a pressão e temperatura constantes. 
Erlenmeyer 
Volume/cm3 
Acetato de etila Água Acetona 
1 3,0 22,0 
2 4,0 21,0 
3 6,0 19,0 
4 9,0 16,0 
5 11,0 14,0 
6 14,0 11,0 
7 16,0 9,0 
8 19,0 6,0 
9 20,0 5,0 
10 21,0 4,0 
11 22,0 3,0 
12 23,0 2,0 
 
 
 
RESULTADOS E DISCUSSÃO 
 
Os volumes necessários de acetona em cada das 12 titulações estão contidos 
na tabela 2 abaixo: 
 
Tabela 02. Dados experimentais para a determinação da curva de solubilidade em 
um sistema ternário de líquidos, a pressão e temperatura constantes. 
Erlenmeyer 
Volume/cm³ 
Acetato de 
etila 
Água Acetona 
1 3,0 22,0 6,1 
2 4,0 21,0 9,2 
3 6,0 19,0 12,6 
4 9,0 16,0 15,4 
5 11,0 14,0 17,9 
6 14,0 11,0 19,3 
7 16,0 9,0 18,4 
8 19,0 6,0 17,0 
9 20,0 5,0 15,0 
10 21,0 4,0 12,9 
11 22,0 3,0 9,5 
12 23,0 2,0 6,3 
 
Para o cálculo da concentração em % (V/V), utilizou-se a seguinte equação 
para as três substâncias: 
𝐶𝑜𝑛𝑐𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎çã𝑜𝑎𝑐𝑒𝑡𝑎𝑡𝑜
𝑑𝑒 𝑒𝑡𝑖𝑙𝑎
=
𝑉𝑎𝑐𝑒𝑡𝑎𝑡𝑜
𝑑𝑒 𝑒𝑡𝑖𝑙𝑎
𝑉𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙
 
𝐶𝑜𝑛𝑐𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎çã𝑜á𝑔𝑢𝑎 =
𝑉á𝑔𝑢𝑎
𝑉𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙
 
𝐶𝑜𝑛𝑐𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎çã𝑜𝑎𝑐𝑒𝑡𝑜𝑛𝑎 =
𝑉𝑎𝑐𝑒𝑡𝑜𝑛𝑎
𝑉𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙
 
 
Logo para o primeiro erlenmeyer, teremos: 
𝐶𝑜𝑛𝑐𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎çã𝑜𝑎𝑐𝑒𝑡𝑎𝑡𝑜
𝑑𝑒 𝑒𝑡𝑖𝑙𝑎
=
𝑉𝑎𝑐𝑒𝑡𝑎𝑡𝑜
𝑑𝑒 𝑒𝑡𝑖𝑙𝑎
𝑉𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙
=
3,0
31,1
= 0,0965 × 100 = 9,65% 
 
𝐶𝑜𝑛𝑐𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎çã𝑜á𝑔𝑢𝑎 =
𝑉á𝑔𝑢𝑎
𝑉𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙
=
22
31,1
= 0,7074 × 100 = 70,74% 
 
𝐶𝑜𝑛𝑐𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎çã𝑜𝑎𝑐𝑒𝑡𝑜𝑛𝑎 =
𝑉𝑎𝑐𝑒𝑡𝑜𝑛𝑎
𝑉𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙
=
6,1
31,1
= 0,1961 × 100 = 19,61% 
 
O mesmo cálculo foi utilizado para as demais soluções e estão apresentados 
na Tabela 03. 
 
Tabela 03. Dados experimentais para a determinação da curva de solubilidade em um 
sistema ternário de líquidos, a pressão e temperatura constantes. 
Erlenmeyer 
Concentração/ % V/V 
Acetato de etila Água Acetona 
1 9,65 70,74 19,61 
2 11,70 61,40 26,90 
3 15,96 50,53 33,51 
4 22,28 39,60 38,12 
5 25,64 32,63 41,72 
6 31,60 24,83 43,57 
7 36,87 20,74 42,40 
8 45,24 14,29 40,48 
9 50,00 12,50 37,50 
10 55,41 10,55 34,04 
11 63,77 8,70 27,54 
12 73,48 6,39 20,13 
A partir das porcentagens em volume dos componentes da mistura no momento 
em que uma certa quantidade de acetona miscibilizou totalmente a mistura, foi cons-
truído um gráfico tricoordenado. 
 
 Erlenmeyer 1 
 
Para o erlenmeyer 1 temos as seguintes concentrações de cada componente 
da mistura, onde a partir do qual, pode-se plotar o diagrama de solubilidade, conforme 
a figura 3. 
Concentração/ % V/V 
Acetato de etila Água Acetona 
9,65 70,74 19,61 
 
Figura 3. Diagrama de solubilidade para um sistema ternário de líquidos em % (V/V) 
(% V/V) (% V/V) 
(% V/V) 
 Erlenmeyer 2 
 
Para o erlenmeyer 2 temos as seguintes concentrações de cada componente 
da mistura, onde a partir do qual, pode-se plotar o diagrama de solubilidade, conforme 
a figura 4. 
 
Concentração/ % V/V 
Acetato de etila Água Acetona 
11,70 61,40 26,90 
 
Figura 4. Diagrama de solubilidade para um sistema ternário de líquidos em % (V/V) 
 
 Erlenmeyer 3 
Para o erlenmeyer 3 temos as seguintes concentrações de cada componente 
da mistura, onde a partir do qual, pode-se plotar o diagrama de solubilidade, conforme 
a figura 5. 
(% V/V) 
(% V/V) 
(% V/V) 
Concentração/ % V/V 
Acetato de etila Água Acetona 
15,96 50,53 33,51 
 
Figura 5. Diagrama de solubilidade para um sistema ternário de líquidos em % (V/V) 
 
 Erlenmeyer 4 
Para o erlenmeyer 4 temos as seguintes concentrações de cada componente 
da mistura, onde a partir do qual, pode-se plotar o diagrama de solubilidade, conforme 
a figura 6. 
 
Concentração/ % V/V 
Acetato de etila Água Acetona 
22,28 39,60 38,12 
(% V/V) (% V/V) 
(% V/V) 
Figura 6. Diagrama de solubilidade para um sistema ternário de líquidos em % (V/V) 
 
 Erlenmeyer 5 
 
Para o erlenmeyer 5 temos as seguintes concentrações de cada componente 
da mistura, onde a partir do qual, pode-se plotar o diagrama de solubilidade, conforme 
a figura 7. 
 
Concentração/ % V/V 
Acetato de etila Água Acetona 
25,64 32,63 41,72 
 
 
(% V/V) 
(% V/V) 
(% V/V) 
Figura 7. Diagrama de solubilidade para um sistema ternário de líquidos em % (V/V) 
 
 Erlenmeyer 6 
 
Para o erlenmeyer 6 temos as seguintes concentrações de cada componente 
da mistura, onde a partir do qual, pode-se plotar o diagrama de solubilidade, conforme 
a figura 8. 
 
Concentração/ % V/V 
Acetato de etila Água Acetona 
31,60 24,83 43,57 
 
(% V/V) 
(% V/V) 
(% V/V) 
 
Figura 8. Diagrama de solubilidade para um sistema ternário de líquidos em % (V/V) 
 
 Erlenmeyer 7 
 
Para o erlenmeyer 7 temos as seguintes concentrações de cada componente 
da mistura, onde a partir do qual, pode-se plotar o diagrama de solubilidade, conforme 
a figura 9. 
 
Concentração/ % V/V 
Acetato de etila Água Acetona 
36,87 20,74 42,40 
 
(% V/V) 
(% V/V) 
(% V/V) 
 
 
Figura 9. Diagrama de solubilidade para um sistema ternário de líquidos em % (V/V) 
 
 Erlenmeyer 8 
 
Para o erlenmeyer 8 temos as seguintes concentrações de cada componente 
da mistura, onde a partir do qual, pode-se plotar o diagrama de solubilidade, conforme 
a figura 10. 
 
Concentração/ % V/V 
Acetato de etila Água Acetona 
45,24 14,29 40,48 
 
(% V/V) (% V/V) 
(% V/V) 
 
 
Figura 10. Diagrama de solubilidade para um sistema ternário de líquidos em % 
(V/V) 
 
 Erlenmeyer 9 
 
Para o erlenmeyer 9 temos as seguintes concentrações de cada componente 
da mistura, onde a partir do qual, pode-se plotar o diagrama de solubilidade, conforme 
a figura 11. 
 
Concentração/ % V/V 
Acetato de etila Água Acetona 
50,00 12,50 37,50 
(% V/V) (% V/V) 
(% V/V) 
 
Figura 11. Diagrama de solubilidade para um sistema ternário de líquidos em % 
(V/V) 
 
 Erlenmeyer 10 
 
Para o erlenmeyer 10 temos as seguintes concentrações de cada componente 
da mistura, onde a partir do qual, pode-se plotar o diagrama de solubilidade, conforme 
a figura 12. 
 
Concentração/ % V/V 
Acetato de etila Água Acetona 
55,41 10,55 34,04 
(% V/V) (% V/V) 
(% V/V) 
 
Figura 12. Diagrama de solubilidade para um sistema ternário de líquidos em % 
(V/V) 
 
 Erlenmeyer 11 
 
Para o erlenmeyer 11 temos as seguintes concentrações de cada componente 
da mistura, onde a partir do qual, pode-se plotar o diagrama de solubilidade, conforme 
a figura 13. 
 
Concentração/ % V/V 
Acetato de etila Água Acetona 
63,77 8,70 27,54 
(% V/V) (% V/V) 
(% V/V) 
 
Figura 13. Diagrama de solubilidade para um sistema ternário de líquidos em % 
(V/V) 
 
 Erlenmeyer 12 
 
Para o erlenmeyer 12 temos as seguintes concentrações de cada componente 
da mistura, onde a partir do qual, pode-se plotar o diagrama de solubilidade, conforme 
a figura 14. 
 
Concentração/ % V/V 
Acetato de etila Água Acetona 
73,48 6,39 20,13 
 
 
(% V/V) (% V/V) 
(% V/V) 
 
Figura 14. Diagrama de solubilidade para um sistema ternário de líquidos em % (V/V) 
 
Para todo o procedimento pode-se plotar o diagrama de solubilidade, conforme 
a figura 15. 
 
 
 
(% V/V) (% V/V) 
(% V/V) 
 
Figura 15. Diagrama de solubilidade para um sistema ternário de líquidos em % (V/V) 
 
A parte do gráfico 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 pe-
quenas quantidades dos outros componentes dissolvidos, e outra rica em acetato de etila 
que também contém quantidades dissolvidas dos outros. Isso porque a água e o acetato 
de etila são parcialmente miscíveis, enquanto que a acetona é completamente miscível 
em cada um deles. Acima da linha de solubilidade tem-se uma região monofásica, onde 
os três componentes são completamente miscíveis. 
O cálculo da massa relativa das fases presentes em sistema ternário homogêneo 
temperatura ambiente apresenta-se abaixo na tabela 4. 
(% V/V) 
(% V/V) 
(% V/V) 
 
1 fase 
Sistema completa-
mente miscível 
 
2 fases 
 
Fase rica em 
água 
 
Fase rica em 
acetato de etila 
 
Tabela 4. Massa relativa em gramas das fases presentes no sistema a temperatura 
de 25ºC 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Tabela 5. Frações mássicas de água, acetona e acetato de etila em um sistema 
ternário homogêneo à temperatura ambiente. 
Erlenmeyer 
Massa/ g 
 
Massa total/ g Acetato de 
etila 
Água Acetona 
1 2,70 21,96 5,93 30,59 
2 3,60 20,96 7,28 31,84 
3 5,40 18,97 9,25 33,62 
4 8,10 15,97 11,63 35,70 
5 9,90 13,97 12,97 36,85 
6 12,60 10,98 14,32 37,90 
7 14,41 8,98 14,55 37,94 
8 17,11 5,99 13,45 36,54 
9 18,01 4,99 12,50
35,50 
10 18,91 3,99 10,52 33,42 
11 19,81 2,99 8,31 31,11 
12 20,71 2,00 6,25 28,95 
Erlenmeyer 
Fração molar 
∑ 𝑥 (Acetato de 
etila) X1 
(Água) X2 (Acetona) X3 
1 0,09 0,72 0,19 1,00 
2 0,11 0,66 0,23 1,00 
3 0,16 0,56 0,28 1,00 
4 0,23 0,45 0,33 1,00 
5 0,27 0,38 0,35 1,00 
6 0,33 0,29 0,38 1,00 
7 0,38 0,24 0,38 1,00 
8 0,47 0,16 0,37 1,00 
 
 
 
 
 
CONCLUSÃO 
 
Considerando-se a temperatura constante, pode-se indicar de uma maneira 
simples a composição do sistema de três componentes independentes por meio de 
um diagrama triangular equilátero. A partir das concentrações (% V/V) dos componen-
tes da mistura no momento em que uma certa quantidade de acetona miscibilizou 
totalmente a mistura, construiu-se um gráfico tricoordenado e ligando os pontos ob-
teve-se a linha de solubilidade na temperatura do experimento a temperatura ambi-
ente. Pode-se concluir que, a partir da figura 15 qualquer ponto acima da curva apre-
senta uma única fase, ou seja, o sistema ternário é totalmente miscível, e análogo, 
qualquer ponto abaixo da curva apresenta duas fases, sendo cada uma rica em água 
e outra rica em acetato de etila. 
 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
 
ALMEIDA, A. M. Determinação voltamétrica de molibdênio (VI) utilizando um sis-
tema ternário homogêneo de solventes. São Paulo: Universidade Estadual de cam-
pinas, 2003. 
 
HENLEY, E.J.; SEADER, J. D. Equilibrium-Stage Separation Operations in Che-
mical Engineering. John Wiley & Sons, 1981 
 
GONZALEZ, J.R.A.; MACEDO, E. A.; SOARES, M.E.; MEDINA, A.G. Liquid-liquid 
equilibria for ternary systems of water-phenol and solvents: data and represen-
tation with models. Fluid Phase Equilibria, v. 26, p. 289-302, 1986. 
 
9 0,51 0,14 0,35 1,00 
10 0,57 0,12 0,31 1,00 
11 0,64 0,10 0,27 1,00 
12 0,72 0,07 0,22 1,00 
SENOL, A., Liquid-liquid equilibria for the system (water + carboxylic acid + chlo-
roform): Thermodynamic modeling. Fluid Phase Equilibria, v.243, p. 51-56, 2006. 
 
TREYBAL, R. E. Extraccion en Fase Liquida. México: McGraw-Hill,1968.