G1 Aula 8   Lei de Raoult
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G1 Aula 8 Lei de Raoult


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10/09/2015
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Química GeralQ
Professor Alessandro Kappel Jordão
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Mistura de gases
\u2022 Uma maneira mais fácil de expressar a relação entre a
pressão total de uma mistura e as pressões parciais de
seus componentes é usar a fração molar, x, de cada
componente A, B,...,
\u2022 Fração molar é o número de mols de moléculas do gás
expresso como uma fração do número total de mols de
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moléculas da amostra. Se as quantidades de moléculas
de gás presentes são nA, nB, e assim sucessivamente, a
fração molar de qualquer um dos gases é
Mistura de gases
\u2022 E o mesmo acontece para as frações molares dos
demais componentes. Essa expressão é usada para
calcular a fração molar de cada componente da mistura.
Em uma mistura binária (dois componentes) dos gases A
e B,
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\u2022 Quando xA = 1, a mistura é feita de A puro e, quando xB
= 1, de B puro. Quando xA = xB = 0,50, metade das
moléculas é do gás A e metade do gás B
Mistura de gases
\u2022 Percentual em volume: Razão entre o volume de um
dos componentes de uma mistura e o volume total desta.
\u2022 Exemplo: Uma mistura possui 20% em volume do
composto A. Significa que a mistura possui 20 L do
composto A em 100 L de mistura.
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composto A em 100 L de mistura.
Velocidade de evaporação = Velocidade de condensação
\u2022 O equilíbrio dinâmico entre a água líquida e seu vapor é
representado por
Equilíbrios Físicos
H2O(l) H2O(g)
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\u2022 A pressão de vapor de uma substância é a pressão
exercida pelo vapor que está em equilíbrio dinâmico com
a fase condensada.
Lei de Raoult
\u2022 O cientista frânces Francois-Marie Raoult descobriu
que a pressão de vapor de um solvente é proporcional a
sua fração molar em uma solução.
\u2022 Essa declaração, chamada de lei de Raoult, é
normalmente escrita como
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normalmente escrita como
P = xsolvente X Ppuro
Em que P é a pressão de vapor do solvente, xsolvente é a
fração molar do solvente e Ppuro é a pressão de vapor do
solvente puro na solução.
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Lei de Raoult
\u2022 A lei de Raoult prediz que a pressão de vapor de um
solvente em uma solução deve ser proporcional à fração
molar das moléculas de solvente.
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Lei de Raoult
\u2022 O eixo horizontal mostra a fração molar das moléculas
vermelhas da substância A no soluto puro e em três
soluções diferentes, e do solvente puro, representados
abaixo do gráfico.
A pressão de vapor da substância A pura é dada por
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\u2022 A pressão de vapor da substância A pura é dada por
Ppuro. O soluto dessa solução não é volátil, logo não
contribui para a pressão de vapor.
Lei de Raoult
\u2022 Calcule a pressão de vapor de água, em 20oC, em uma
solução preparada pela dissolução de 10,00 g do não
eletrólito sacarose, C12H22O11, em 100,0 g de água.
Dados:
Pv (H2O em 20oC) = 17,54 Torr
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Pv (H2O em 20 C) 17,54 Torr
M (C12H22O11) = 342,3 g mol-1
M (H2O) = 18,02 g mol-1
Lei de Raoult
\u2022 Resolução:
n = m/M:
nC12H22O11 = 10,00 g / 342,3 g mol-1 = 0,02921 mol
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nH2O = 100,00 g / 18,02 g mol-1 = 5,549 mol
xsolvente = nsolvente / (nsoluto + nsolvente)
xágua = 5,549 mol / (0,02921 mol + 5,549 mol)
xágua = 0,9947
Lei de Raoult
\u2022 Resolução:
Págua = xsolvente X Ppuro
Págua = 0,9947 X 17,54 Torr
P = 17 45 Torr
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Págua = 17,45 Torr
Lei de Raoult
\u2022 Solução ideal
\u2022 Uma solução hipotética que obedece exatamente à lei
de Raoult em todas as concentrações.
\u2022 As interações entre as moléculas de soluto e solvente
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As interações entre as moléculas de soluto e solvente
são iguais às interações entre as moléculas de solvente e
entre as moléculas de soluto no estado puro.
\u2022 As interações A-A, B-B e A-B são iguais em uma
solução ideal.
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Lei de Raoult
\u2022 Solução não ideal (Real)
\u2022 Uma solução que não obedece à lei de Raoult em uma
dada concentração de soluto é chamada de solução não
ideal.
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\u2022 As soluções reais são aproximadamente ideais para
concentrações inferiores a 0,1 mol L-1.
Lei de Raoult
\u2022 É possível calcular a pressão de vapor de mistura de
líquidos voláteis
\u2022 P = xA X Papuro e P = xB X Pbpuro
\u2022 Aplicando-se a Lei de Dalton podemos escrever:
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\u2022 Ptotal = P = xA X Papuro + P = xB X Pbpuro
Lei de Raoult
\u201cA pressão de vapor de um solvente diminui na presença
de um soluto não volátil. Nas soluções ideais, a pressão
d d l t é i l à f ã l d
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de vapor do solvente é proporcional à fração molar do
solvente\u201d.
Lei de Raoult
Exercício: Metanol, CH4O, e etanol, C2H6O, são dois alcoóis
voláteis a 25 °C. Ambos podem ser usados como solvente ou
combustível e muitas vezes a mistura dos dois é empregada
em processos de extração.
Dados a 25 °C: Metanol: P°metanol = 122,7 mmHg
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Dados a 25 C: Metanol: P metanol 122,7 mmHg
d = 0,7918 g mL-1
Etanol: P°etanol = 58,90 mmHg
d = 0,7894 g mL-1
Lei de Raoult
a) Desenhe na figura abaixo, o perfil esperado para o
comportamento da pressão de vapor do etanol (Petanol) em
função da sua fração molar em uma mistura metanol:etanol.
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b) Calcule a pressão de vapor, a 25°C, de uma mistura
contendo, em volume, 10% de metanol e 90% de etanol.
c) Calcule a pressão de vapor de outra mistura de metanol e
etanol quando são adicionados 100,0 g de sacarose,
C12H22O11, sabendo que fração molar do metanol é 0,2000 e a
quantidade total de substâncias (nmetanol + netanol + nsacarose), em
mol, é igual a 1. Considere que a sacarose é um soluto não
volátil e que se solubiliza completamente na mistura.
Lei de Raoult
\u2022 Resolução:
a) 
P = x P° equação de uma reta que passa pela origem
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Lei de Raoult
\u2022 Resolução:
15 44
0,1345
17,84
2,399 
 n n
 n x metanol 10%
P x P xP Pv? b)
metanol etanol
metanol
 metanol
metanolmetanol etanol etanol
\uf03d\uf03d\uf02b\uf03d
\uf0b0\uf02b\uf0b0\uf03d
19
 90,8655x58, ,70,1345x122P
7,84 1 15,44 2,399n nn 
 46 33 MM 
 15,44n 90%710,46g 2,399n 10% 79,1g 
1L g 789,4 1L g 791,8 
1mL 0,7894g d etanol 1mL 0,7918g d metanol
0,8655
17,84
15,44 
 n n
 n x 90%etanol
50,97
16,50
etanolmetanolt
etanolmetanol
metanol etanol
metanol
 etanol
mmHg 67,48\uf03d\uf02b\uf03d
\uf03d\uf02b\uf03d\uf02b\uf03d
\uf03d\uf0ac\uf03d\uf0ac
\uf03d\uf03d
\uf03d\uf03d\uf02b\uf03d
\uf034\uf034\uf033\uf034\uf034\uf032\uf031
\uf034\uf034 \uf038\uf034\uf034 \uf037\uf036
__
__
Lei de Raoult
\u2022 Resolução:
342MM
mol 0,29 sacarose g 100
 Pv 0,20x122,70,50.58,9P x P xPv c)
24,5429,45
metanolmetanol etanol etanol
\uf03d
\uf03d
\uf03d\uf02b\uf03d\uf0b0\uf02b\uf0b0\uf03d mmHg53,99\uf034\uf034\uf033\uf034\uf034\uf032\uf031\uf034\uf033\uf034\uf032\uf031
20
0,500,290,21x
1
0,29x0,21xxxx
1n
0,2x
342MM
etanol
etanolsacaroseetanolmetanol
t
metanol
\uf03d\uf02d\uf02d\uf03d
\uf02b\uf02b\uf03d\uf03d\uf02b\uf02b\uf03d
\uf03d
\uf03d
3a Questão(P4041210)
Para entender o comportamento de uma mistura contendo dois componentes
voláteis, pode-se imaginar uma solução ideal de benzeno, C6H6, e tolueno, C7H8,
a 25 oC. A figura abaixo mostra três diferentes retas relacionando a pressão de
vapor,em mmHg, com a fração molar do benzeno,na solução.
a) Marque, na própria figura, as retas que correspondem:
i) à pressão total que os vapores de benzeno e
tolueno exercem sobre a solução;
ii) à pressão parcial do benzeno e
iii) à pressão parcial do toluenoiii) à pressão parcial do tolueno.
b) Determine as pressões de vapor do benzeno e tolueno puros, em mmHg,
indicando qual é o mais volátil a 25 oC.
c) Calcule as pressões parciais do benzeno e do tolueno, em mmHg, para uma
solução contendo 1 mol de benzeno e 2 mol de tolueno.
d) Calcule as frações molares de benzeno e de tolueno,