Equílibrio de Fases Exercicios de revisão Lista 1 com respostas

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Equilíbrio de Fases. Exercícios de Revisão para a Primeira Prova. Respostas 
 
Exercício 1: 
O benzeno e o tolueno formam soluções praticamente ideais. A 100 °C, a pressão de 
vapor do benzeno é 1360 torr e a do tolueno, 560 torr. Para um sistema que contenha 5,0 
mols de tolueno e 5,0 mols de benzeno, determine: (a) a pressão do ponto de bolha; (b) a 
pressão do ponto de orvalho; (c) a composição de cada fase a 900 torr; (d) o número de 
mols de cada fase em equilíbrio a 900 torr. A figura que segue é aproximada. 
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
400
600
800
1000
1200
1400
 
 
p 
(m
m
H
g)
Fração Molar de Benzeno
 
Resposta: o exercício deverá ser resolvido como explicado na Aula 3, exercício 1. 
Os dados do problema são: 
T = 100 °C; 
*
benzp
 = 1360 torr; 
*
tolp
 = 560 torr; nbenz = 5 mols; ntol = 5 mols. 
O sistema inicial tem zbenz = 0,5. 
Equações: 
benztolbenztolb xpppp )(
*** 
 
benztolbenzbenz
tolbenz
b
yppp
pp
p



)( ***
** 
 
(a) a pressão do ponto de bolha: 960 torr 
(b) a pressão do ponto de orvalho: 793 torr 
(c) a composição de cada fase a 900 torr: para benzeno x = 0,425 e y = 0,64 
 2 
(d) o número de mols de cada fase em equilíbrio a 900 torr: n (vapor) = 3,64 e n (liq) = 
6,36 
 
Exercício 2: 
Para a figura abaixo que corresponde ao diagrama de fases para um sistema binário 
condensado a pressão constante, com composição global 0,6 de B: 
 
 
 
a) Quantas fases possui o sistema nas temperaturas de 950oC, 600oC, 400oC e 
300oC? 
950oC: 1; 600oC: 2; 400oC: 3; e 300oC: 2 
 
b) Com relação a essa mesma mistura, em que temperatura se inicia e conclui a 
solidificação? 
Marcado na figura 
 3 
 
 
c) Em que proporção se encontram as duas fases em equilíbrio na temperatura 
de 600oC? Qual o sólido que cristaliza? Resposta: Cristaliza A 
 
 
Resposta: n(sólido) = 0,08 
 
d) Como se chama a mistura de mais baixo ponto de solidificação? Qual a sua 
composição? Mistura eutética 
 
 
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e) Suponha que uma mistura líquida de composição igual à do eutético é 
resfriada continuamente. Qual o sólido que cristaliza quando for atingido o 
ponto de solidificação? Como é a curva de resfriamento? Cristalizam os dois 
sólidos simultaneamente a temperatura constante (400 graus) 
f) Qual a diferença de uniformidade cristalina do sólido obtido por cristalização 
total da mistura eutética e do sólido obtido por cristalização total de uma 
mistura equimolar? No primeiro caso a uniformidade é maior 
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Exercício 3. 
O diagrama sólido-líquido de dois componentes A e B que formam o composto C com 
fusão congruente é mostrado a seguir. Para um magma de massa igual a 100 kg e 
composição dada pelo ponto (1) responda as perguntas a seguir:. 
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
600
650
700
750
800
850
900
950
1000
1050
1100
1150
1200
1250
1300
(1)
Te
m
pe
ra
tu
ra
 (°
C
)
% ponderal de A
 
a) Qual a massa de A, B e C no ponto (1)? 
 
b) Qual a fase primária da cristalização e quanto desta fase pode se obter pura? 
 
c) Para o sistema a 850OC, indique: massa total de sólido, massa total de líquido, 
massa de cada composto no sólido e massa de cada composto no líquido. 
 
Esse exercício deverá ser resolvido da mesma forma que o exercício 3 da Aula 6. Veja o 
gabarito dessa aula. 
 
 
 
 
 
 
 6 
 
 
Exercício 4. O diagrama sólido-líquido de dois componentes (esfena e anortite) é 
mostrado a seguir. Para simplificar os cálculos, considere que o ponto eutético está 
aproximadamente na composição 40% de anortite. 
 
 
 
 
Para um magma de massa igual a 100 kg e composição dada pelo ponto (D, 80% de 
anortite) 
complete o quadro: 
temperatura Massa de 
esfena (s) 
Massa de 
esfena(liq) 
Massa de 
anortite (s) 
Massa de 
anortite (liq) 
Número de 
fases 
Ta 0 20 0 80 1 
Tf 
 
0 20 55,5 24,5 2 
Menos de 
1300 
 
20 0 80 0 2 
 
 
80 
55 100