MEDIDAS DE ÍNDICES DE REFRAÇÃO

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SISTEMA TERNÁRIO – EQUILÍBRIO LÍQUIDO-LÍQUIDO
INCONFIDENTES – MG
2017
SISTEMA TERNÁRIO – EQUILÍBRIO LÍQUIDO-LÍQUIDO
Relatório apresentado ao curso de Engenharia de Alimentos do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Sul de Minas / Inconfidentes como pré-requisito para aprovação na disciplina de Físico-Química I.
Professor: Dsc. Alison Geraldo Pacheco.
INCONFIDENTES – MG
2017
EQUIPE TÉCNICA
Brenda Sobreiro Barbosa
Isabela Christina Cézar
Otávio Augusto Guidini
Rafael Júnior de Andrade
Raquel Coldibelli Ribeiro
Suzara Rayanne Ferreira Soares
Taynara Michelli Rodrigues Souza
RESUMO
O experimento consistiu na construção de um diagrama de fases para um sistema líquido ternário constituído de água, acetona e acetato de etila. Após realizar os procedimentos, foi possível a construção do diagrama a partir de sua curva binodal e, assim, visualizar pelo gráfico suas fases homogênea e heterogênea.
SUMÁRIO
INTRODUÇÃO........................................................................................03
EQUILÍBRIO LÍQUIDO-LÍQUIDO............................................................03
SISTEMAS TERNÁRIOS PARA EQUILÍBRIO LÍQUIDO-LÍQUIDO........04
OBJETIVO.........................................................................................................05
2. MATERIAIS E REAGENTES........................................................................05
3. METODOLOGIA............................................................................................06
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO....................................................................07
5. CONCLUSÃO................................................................................................09
6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS.............................................................09
INTRODUÇÃO
EQUILÍBRIO LÍQUIDO-LÍQUIDO
Alguns pares de líquidos puros, quando misturados em proporções apropriadas a certas temperaturas e pressões, não formam apenas uma fase líquida homogênea, mas duas fases líquidas. Este fato acontece devido ao estado bifásico ser mais estável que o estado monofásico. Se estas fases estão em equilíbrio, então o fenômeno é chamado equilíbrio líquido-líquido (ELL) (Smith et al 2000)
Quando dois líquidos parcialmente miscíveis se põem em contato, aparece um intervalo de composições, no qual as duas fases líquidas existem em equilíbrio uma com a outra. A adição de qualquer componente a um sistema de duas fases, não modificará a composição de ambas as fases, mas altera a proporção em que estão presentes. (Smith et al 2000)
O conhecimento de dados de equilíbrio líquido-líquido é fundamental para o estudo dos processos de separação por extração. Geralmente os dados de equilíbrio líquido-líquido são representados por um gráfico triangular equilateral conhecido como curva binodal, que separa a região de duas fases da região homogênea.
SISTEMAS TERNÁRIOS PARA EQUILÍBRIO LÍQUIDO-LÍQUIDO
Os dados de equilíbrio líquido-líquido são representados, usualmente, num gráfico denominado diagrama ternário. Estes gráficos representam isotermas numa pressão suficiente para manter o sistema inteiramente líquido. O uso de tais diagramas demonstra as relações de fase nos sistemas líquidos ternários. (Smith et al 2000)
Dois líquidos A e B, parcialmente miscíveis em uma determinada temperatura, mas completamente miscíveis em um terceiro líquido C, podem formar misturas homogêneas pela adição de C às misturas de A e B.
Para um sistema ternário de líquidos, a regra das fases indica a existência de até quatro variáveis independentes (pressão, temperatura e a fração molar de dois dos componentes). À pressão e temperatura constantes, o diagrama de fases é representado por um triângulo equilátero, em que cada vértice corresponde a um componente puro e cada lado corresponde à concentrações de um dos componentes, em fração molar ou em porcentagem, com os componentes no qual os outros dois são completamente miscíveis no vértice superior. A composição de misturas contendo apenas dois dos componentes é representado por pontos nos lados do triângulo e a composição de misturas ternárias é representado por pontos internos do triângulo. Os pontos de qualquer linha paralela a um lado do triângulo correspondem a uma determinada concentração de componente puro representado pelo vértice oposto. A composição de um sistema ternário é dada pelas linhas paralelas aos três lados do triângulo que se interceptam no ponto que representa a composição do sistema. A figura abaixo mostra as coordenadas de um sistema de três componentes A, B e C. as linhas AB, CA, BC representam as porcentagens molares de B, A e C, respectivamente. Desse modo, qualquer reta paralela a um dos lados do triangulo representa uma composição constante do componente do vértice oposto. Assim a composição do sistema A-B-C representada pelo ponto X no gráfico triangular na figura é 20% de A, 50% de B e 30% de C. 
Experimentalmente, o diagrama de fases ternário é obtido preparando-se, inicialmente, misturas conhecidas dos dois líquidos pouco miscíveis. Em seguida, adiciona-se, com auxilio de uma bureta, o terceiro líquido até que a turbidez desapareça.
FONTE: MAGRIOTIS & RAMALHO
Nesse experimento será estudado o sistema constituído de acetona, água e acetato de etila. À temperatura ambiente, os pares de água/acetona e acetato de etila/acetona são miscíveis em todas as porções. Porém, a água e o acetato de etila são parcialmente miscíveis. Assim, quando são misturados, podem formar duas fases, uma rica em água e outra rica em acetato de etila.
OBJETIVO
Construir o diagrama de fases para um sistema ternário de líquidos
2. MATERIAIS E REAGENTES
Reagentes: Acetato de Etila, Água e Acetona.
Materiais: 12 Erlenmeyers de 250mL, 3 Buretas de 50mL e 2 Béqueres.
3. METODOLOGIA
Primeiramente observou-se se os equipamentos estavam limpos e secos, ambientou-se as buretas a serem utilizadas com acetona, água destilada (H2O) e acetato de etila e em seguida encheu-as com os respectivos reagentes.
Enumerou-se 12 Erlenmeyers e colocou-se água destilada (H2O) e acetato em volumes pré-determinados na tabela 1 (Volumes de acetato de etila, água e acetona), disponível na apostila entregue em aula para realização da prática. Em seguida fez-se a titulação com a acetona até notar-se total miscibilidade entre os três componentes.
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO
A partir dos dados obtidos experientemente foi possível calcular as concentrações em % v/v apresentados na tabela 1 e com isso a construção dos diagramas representados nas figuras 1 e 2.
Tabela 1. Dados Experimentais
	VOLUMES (ML)
	% V/V
	Mistura
	Acetato
	Água
	Acetona
	Acetato
	Água
	Acetona
	1
	3,0
	22,0
	8,9
	9
	65
	26
	2
	4,0
	21,0
	11,9
	11
	57
	32
	3
	6,0
	19,0
	14,6
	15
	48
	37
	4
	9,0
	16,0
	17,9
	21
	37
	42
	5
	11,0
	14,0
	18,5
	25
	32
	43
	6
	14,0
	11,0
	19,5
	31
	25
	44
	7
	16,0
	9,0
	19,8
	36
	20
	44
	8
	19,0
	6,0
	18
	44
	14
	42
	9
	20,0
	5,0
	17
	48
	12
	40
	10
	21,0
	4,0
	14,3
	53
	10
	36
	11
	22,0
	3,0
	12,5
	59
	8
	33
	12
	23,0
	2,0
	9,8
	66
	6
	28
Fonte: Autoral
Figura 1. Diagrama de fases para o sistema acetato de etila – água – acetona, a pressão e temperatura constantes.
Figura 2. Diagrama de fases para o sistema acetato de etila – água – acetona, a pressão e temperatura constantes. Sistema cuja conposição é 60% v/v água, 20% acetona e 20% acetato de etila. Fase rica de água com 18% v/v de acetona e fase rica com acetato de etila com 18% v/v de acetona.
Adicionando-se à mistura porções de acetona, esta se distribui entre as duas fases e provoca uma redistribuição de água e de acetato de etila nas duas fases. Dessaforma, parte da água da fase aquosa (rica em água) transfere-se para a fase orgânica (rica em acetato de etila) e vice versa. Com a adição continua de acetona as composições das duas fases tendem para valores semelhantes, a quantidade de uma das fases aumenta e, consequentemente, a da outra diminui, até que esta se extingue, ficando o sistema constituído por uma única fase. A partir deste ponto, independentemente da quantidade de acetona adicionada, o sistema permanece homogêneo (MAGRIOTIS E RAMALHO, sd). 
A partir do gráfico podemos constatar que à curva de solubilidade é a região onde se tem duas fases em equilíbrio, uma rica em água, mas que também contem pequenas quantidades de outros componentes dissolvidos, e outra rica em acetato de etila. Isso porque a água e o acetato de etila são parcialmente miscíveis entre si (TALES, 2015)
Os pontos abaixo da curva de solubilidade representam sistemas heterogêneos (2 fases) e os outros pontos da área do triangulo representa os sistemas constituídos de uma única fase.
5. CONCLUSÃO
A partir dos valores obtidos experimentalmente foi possível à construção de um diagrama de fases para o sistema ternário Acetato de etila, Água e Acetona e desta forma encontrar sua curva binodal e visualizar graficamente que qualquer ponto acima da curva, o sistema é totalmente miscível, ou seja, homogêneo. No entanto abaixo na curva, o sistema apresenta duas fases, ou seja, heterogêneo.
6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
MAGRIOTIS, Z. M.; RAMALHO, T. C. Práticas de Físico-Química. Departamento de química. Textos Acadêmicos, Editora UFLA, Lavras, MG. 
SMITH, J. M./ VAN NESS, H. C./ ABBOTT, M. M. Introdução a termodinâmica da engenharia química ed.5 Rio de Janeiro: LTC - Livros Técnicos e Científicos Editora S. A., 2000.
TALES, A. L.; MAR, J.M.; LEÃO, L.; MOREIRA, W. Diagrama de solubilidade para um sistema ternário de líquidos. 2015. 24p. Relatório de físico-química experimental. Instituto de ciências exatas – ICE Dpartameto de química. Universidade federal do amazonas – UFAM. Disponível para download em: https://www.passeidireto.com/arquivo/20559587/diagrama-de-solubilidade-para-um-sistema-ternario-de-liquidos. Acesso em 03/11/2017