Relatório 3 - Misturas Ternárias

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MISTURAS TERNÁRIAS 
DIAGRAMA DE TRÊS FASES
Introdução 
 Um sistema de três componentes possui F= 3-P+2= 5-P; onde P é o número de fases e F é o número de graus de liberdade. Se o sistema consistir em apenas uma fase (P=1), ele possuirá quatro graus de liberdade e serão necessárias quatro variáveis para descrevê-lo. Não é possível representar graficamente esse sistema em três e nem em duas dimensões, consequentemente, o sistema é representado à pressão e temperatura constantes. O número de graus de liberdade se torna F’=3-P, de modo que o sistema possui dois graus de liberdade, no máximo, podendo ser representado no plano. Após fixarmos a temperatura e a pressão, as variáveis que sobraram são as variáveis x1, x2 e x3, relacionadas entre si por x1 +x2 + x3 =1 [1].
 O método gráfico mais comum, o de Gibbs e Roozeboom, recorre a um triângulo equilátero e é baseado no seguinte teorema. Seja D um ponto arbitrário dentro de um triângulo equilátero. Se linhas perpendiculares são desenhadas de D até os lados do triângulo (Fig.1) a soma dos comprimentos destas três linhas é uma constante igual à altura do triângulo. Tomamos a altura h como sendo 1 e os comprimentos DE, DF e DG como sendo as frações molares de A, B e C respectivamente. Assim, a distância entre o ponto D e o lado do triângulo oposto ao vértice A é a fração molar do componente A no ponto D. Da mesma forma para os componentes B e C [2].
Figura 1. Diagrama triangular
Os sistemas ternários são sistemas constituídos por três componentes. Quando estes três componentes, A, B e C, são líquidos e são combinados sem reação química, os sistemas podem apresentar de uma a três fases. Nos diagramas de misturas ternárias, os vértices representam os componentes puros A, B e C, os lados representam as misturas binárias AB, AC e BC e no interior representam-se as misturas ternárias [3]. O sistema ternário desta experiência é composto por tolueno-água-ácido acético. Tolueno e água são imiscíveis, mas na presença de certa quantidade de ácido acético tornam-se totalmente miscíveis. 
2- Objetivos
Construir experimentalmente o diagrama de fase ternário a T e p constantes para o sistema ácido acético, tolueno e água, indicando a curva de solubilidade.
3- Método Experimental
	
 3.1-Materiais e reagentes
Água destilada
Ácido acético glacial
Tolueno
Indicador
Erlenmeyers
Bureta
Garra
Suporte
Pipetas graduada e volumétrica
	
 3.2-Parte experimental
Preparou-se cada erlenmeyer com certo volume de tolueno e água e o indicador (tabela 1). Logo após, titulou-se com ácido acético glacial até que a solução turva tornasse límpida. Após cada titulação, adicionou-se certa quantidade de água como indicada na Tabela 1 e fez-se uma nova titulação. Todo o líquido resultante da titulação anterior foi mantido no erlenmeyer para a nova titulação. Utilizaram-se três volumes diferentes de tolueno. A experiência foi feita na capela.
4- Resultados e Discussões
 Durante o experimento, foi possível obter o volume de ácido acético necessário em cada titulação e estes valores juntos com os volumes de tolueno e água encontram-se na tabela 1 que mostra a composição de cada mistura e o volume total das mesmas.
 Devido à dificuldade de visualização do ponto de viragem encontrada para a solução do erlenmeyer 2, não foi utilizado o indicador. Tal problema pode ter ocorrido devido ao grande volume de água e de ácido acético em comparação ao volume de tolueno.
Tabela1. Quantidade de tolueno, água e ácido acético adicionados em cada titulação.
	Erlenmeyer
	Titulação
	Tolueno (mL)
	Água (mL)
	HAc (mL)
	Volume Total (mL)
	E1
	1
	5
	2,0
	12,50
	19,50
	
	2
	
	+2,0
	7,00
	28,50
	
	3
	
	+3,0
	7,35
	38,85
	
	4
	
	+4,0
	8,00
	50,85
	
	5
	
	+5,0
	7,80
	63,65
	
	6
	
	+6,0
	8,00
	77,65
	E2
	7
	2
	25,0
	28,40
	55,40
	
	8
	
	+25,0
	3,57
	83,97
	
	9
	
	+25,0
	0,50
	109,47
	
	10
	
	+25,0
	0,30
	134,77
	
	11
	
	+25,0
	0,15
	159,92
	
	12
	
	+25,0
	0,10
	185,02
	E3
	13
	20
	0,5
	12,0
	32,50
	
	14
	
	+0,5
	3,60
	36,60
	
	15
	
	+0,5
	3,10
	40,20
	
	16
	
	+0,5
	3,00
	43,70
	
	17
	
	+1,0
	5,21
	49,91
	
	18
	
	+1,0
	4,50
	55,41
 A partir dos dados obtidos na tabela 1, foi possível construir a tabela 2 onde estão representados os percentuais em volume de tolueno, água e ácido acético para cada titulação.
 Para o cálculo das porcentagens de cada componente, utilizou-se a fórmula 1.
%componente = (Vcomponente x 100) / Vtotal (1)
Tabela2. Percentuais dos volumes de água, tolueno e ácido acético.
	Erlenmeyer
	Titulação
	Tolueno (%)
	Água (%)
	HAc (%)
	E1
	1
	25,6
	10,3
	64,1
	
	2
	17,6
	14,0
	68,4
	
	3
	12,8
	18,0
	69,2
	
	4
	9,8
	21,6
	68,6
	
	5
	7,9
	25,1
	67,0
	
	6
	6,4
	28,3
	65,3
	E2
	7
	3,6
	45,1
	51,3
	
	8
	2,4
	59,5
	38,1
	
	9
	1,8
	68,5
	29,7
	
	10
	1,5
	74,2
	24,3
	
	11
	1,2
	78,2
	20,6
	
	12
	1,1
	81,1
	17,8
	E3
	13
	61,5
	1,5
	37,0
	
	14
	54,7
	2,7
	42,6
	
	15
	49,8
	3,7
	46,5
	
	16
	45,8
	4,6
	49,6
	
	17
	40,1
	6,0
	53,9
	
	18
	36,1
	7,2
	56,7
 Com os valores apresentados na tabela 2, pôde-se construir o diagrama de fases ternário, figura 2, onde cada lado do triângulo representa os porcentuais de cada componente da mistura.
Figura 2. Diagrama ternário - água/tolueno/ácido acético.
5- Conclusão
 Após a realização da experiência e análise dos dados, pôde-se concluir que a mesma foi realizada com sucesso uma vez que o objetivo foi alçado sendo possível a construção do diagrama ternário, apesar das dificuldades de se observar em que momento ocorreu a miscibilidade total dos componentes.
6- Referências Bibliográficas: 
1. G. W. Castellan, Fundamentos de Físico-Química, Rio de Janeiro: LTC,1992
2. I.N. Levine, Físico-Química. 6ª Edição. Rio de Janeiro: LTC, 2012. Vol. 1
3. Físico-Química, Atkins e de Paula, 8ª Ed.
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