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EQUILÍBRIO SÓLIDO-LÍQUIDO: MISTURA EUTÉTICA Camila Terra de Araújo Marcela Lamartine Conceitos importantes Misturas eutéticas - São misturas que se comportam como substâncias puras durante a fusão, apresentando ponto de fusão constante. Figura 1: Curva de aquecimento de uma substância pura . Figura 2: Curva de aquecimento de uma mistura eutética. - Para misturas eutéticas todos seus constituintes se cristalizam simultaneamente a partir do líquido e seu o ponto de fusão é inferior às temperaturas de fusão de cada componente da mistura. - Possui uma série de aplicações, mais particularmente no campo da metalurgia, onde elas são populares na forma de ligas metálicas como a solda (Pb + Sn) , o bronze (Cu + Sn) entre outras. Figura 3 : Diagrama de fases de uma mistura eutética Análise térmica Grupo de técnicas nas quais as propriedades físicas e químicas das substâncias são determinadas em função da temperatura (temperaturas de transformação líquido-sólido e sólido-sólido, energia de transformação, cinética de reação, etc.) É utilizada para construir diagrama de fases de eutéticos. Técnica Sigla Propriedade medida Curvas de resfriamento CA-CCA Temperatura Análise Termogravimétrica TG Massa Análise Térmica Diferencial DTA Diferença de temperatura entre a amostra e a referência Calorimetria Exploratória Diferencial DSC Diferença de energia entre a amostra e a referência Tabela 1: Técnicas de análises térmicas Objetivo Obter o diagrama de fases relacionados aos equilíbrios sólido-líquido que se estabelecem entre a difenilamina e o naftaleno através do estudo de curvas de resfriamento. Procedimento experimental 12 misturas de naftaleno e difenilamina em diferentes proporções conforme a tabela 2. Aqueceu-se cada amostra em banho maria até completa fusão (~90 °C). Retirou-se a amostra do aquecimento e sobre agitação manual deixou a resfriar , anotando a temperatura a cada 20 segundos até ~27°C. Amostra mnaftaleno(g) mdifenilamina(g) A 10,0 0,0 B 9,0 1,0 C 8,0 2,0 D 7,0 3,0 E 6,0 4,0 F 5,5 4,5 G 5,0 5,0 H 4,0 6,0 I 3,0 7,0 J 2,0 8,0 K 1,0 9,0 L 0,0 10,0 Tabela 2: Composição das amostras de mistura entre o naftaleno e a difenilamina Resultados A partir das temperaturas de resfriamento das 12 misturas montou-se as curvas de resfriamento para cada amostra. Figura 4 : Curva de resfriamento da amostra A (100% de naftaleno) Resfriamento do líquido Ponto de solidificação P.F. exp. → 79° C P.F. teórico → 80,26 °C Resultados Figura 5 : Curva de resfriamento da amostra L (100% de difenilamina) Resfriamento do líquido Super resfriamento Ponto de solidificação P.F. exp. → 52,8° C P.F. teórico → 53 - 54 °C Resultados Figura 6 : Curva de resfriamento da amostra E (60% Naf. e 40% Dif.) Resfriamento do líquido Ponto de solidificação mistura líquida +Naftaleno (s) Temperatura eutética Mistura líquida + Naftaleno(s) +Difenilamina(s) Resultados Figura 7 : Curva de resfriamento da amostra I (30% Naf. e 70% Dif.) Resfriamento do líquido Temperatura eutética Ponto de solidificação A partir das curvas de resfriamento obtivemos os valores de temperatura de solidificação e temperatura eutética para cada amostra. Resultados Amostras Xnaftaleno Xdifenilamina Ponto de solidificação (°C) Pontoeutético A 1,0 - 79 -- B 0,92 0,08 75,6 29 C 0,84 0,16 71,9 29 D 0,75 0,25 63,6 30 E 0,66 0,34 57,7 32 F 0,62 0,38 55,5 33 G 0,57 0,43 48,9 33,6 H 0,47 0,53 41,5 33,8 I 0,36 0,64 32,8 32,3 J 0,25 0,75 49,8 32 K 0,13 0,87 50,7 32 L 0 1,0 52,8 -- Tabela 3: Dados experimentais das curvas de resfriamento A partir dos dados da tabela construiu-se o diagrama de fases sólido – líquido para a mistura de naftaleno e difenilamina. Resultados e Figura 8 : Diagrama de fases para o sistema naftaleno-difenilamina Pela digrama de fases e analises das curvas de resfriamento podemos determinar a composição do eutético: Te=32,8 °C e aproximadamente 30% de naftaleno Amostra I Resultados Nesta prática foi possível construir o diagrama de equilíbrio de fases, sólido -líquido, de um sistema binário a partir dos dados obtidos pela análise térmica de misturas de dois componentes em várias proporções, e determinar o ponto eutético. Erros experimentais podem ter ocorrido por erro inerente aos operadores do termômetro, falta de agitação durante o resfriamento, e pelo simples fato da identificação errada do ponto de solidificação Conclusão ATKINS, P. W.; Físico-Química - Fundamentos, 3 ed., Editora LTC, São Paulo, 2003. CASTELLAN, G.; Fundamentos de físico-química, Editora LTC, São Paulo, 1972. VIRTUOSO, L. S.; Apostila de aulas práticas físico-química II – Apostila, Unifal – MG. Referências Bibliográficas
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