Equilíbrio Líquido-Vapor

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LISTA 1- EQUILÍBRIO LIQUIDO -VAPOR 
DISCIPLINA: OPERAÇÕES UNITÁRIAS 2. 
 
1) Considere o gráfico de duas substâncias A e B em solução. 
 
 
A) Qual o significado da linha gerada pelos pontos esféricos e da linha gerada pelos 
quadrados? 
B) Quais as fases presentes nos pontos a, b, c? 
 
2) Os seguintes dados de temperatura e composição foram obtidos para o 
equilíbrio líquido-vapor de soluções de octano (O) e metilbenzeno (M) a 760 torr. 
 
 
 
O ponto de ebulição do metilbenzeno é 110,6 °C e do octano é 125,6°C. Qual a 
temperatura e a composição do vapor em equilíbrio com a solução líquida que tem: 
a) XM= 0,250 
b) XO=0,205. 
3) A pressão de vapor de um líquido puro A é de 575 torr a 300 K e a de outro 
líquido B, também puro é de 390 torr. Os dois compostos solubilizam formando 
uma 
solução ideal e a fase vapor tem também comportamento de gás ideal. Imagine o 
equilíbrio de uma solução com um vapor no qual a fração molar de A é de 0,450. 
Calcule a pressão total de vapor e a composição da fase vapor. 
 
4) Uma coluna de absorção foi dimensionada para absorver 90% de uma 
substância de massa molar igual a 50kg/mol, presente em uma corrente de ar de 
100 Kmols, usando água pura como solvente. O teor dessa substância no ar é de 
40% em base molar e, na solução aquosa formada é de 25% em massa. 
Considerando-se que sejam desprezíveis a solubilidade do ar na água e a 
evaporação da água, calcule a razão molar entre a água usada como solvente e 
a corrente de ar a ser tratada. 
 
Dados Massa molar H = 1Kg/kmol; O= 16 kg/kmol; ar 29 kg/kmol. 
 
5) Uma mistura de n-butano e n-pentano é obtida como líquido saturado em um 
vaso de topo de coluna de destilação no qual a temperatura é de 44 °C e a pressão 
é de 204 kPa. Considerando-se que seja válida a Lei de Raoult e que as pressões 
de vapor dos hidrocarbonetos a 44°C sejam: n-butano =420 Kpa e n-pentano = 
132 Kpa, calcule o percentual molar de n-butano na fase líquida. 
 
6) O projeto de uma coluna de destilação baseia-se em geral no conhecimento 
das composições de cada uma das fases, líquida e vapor, que coexistem em 
equilíbrio a uma determinada temperatura ou seja, no conhecimento do equilíbrio 
líquido-vapor ( ELV).De acordo com o diagrama Txy abaixo é correto afirmar que: 
 
 
 
a) O ponto de ebulição da substância A pura é 325 K. 
b) A 305 K uma mistura com composição de global 50% molar de componente A tem 
vapor com composição ya=0,7 e líquido com composição xa= 0,2. 
c) Uma mistura de fração molar igual a 0,5 tem ponto de bolha de 310 K e ponto de 
orvalho 292 K. 
d) Quando se reduz gradualmente a temperatura de uma mistura de A e B no estado 
vapor, a condensação principia numa temperatura que denomina de ponto de 
bolha. 
e) 100 mols de uma mistura líquida contendo 30% de A a 290 K é aquecida até 310K 
quando se obtém uma mistura de líquido e vapor com 50 mols de cada fase. 
 
7) Nos estudos de processos envolvendo líquido -vapor o ponto de bolha e o 
ponto de orvalho são características importantes. Tais pontos podem variar 
conforme composição, temperatura e pressão e são, normalmente, avaliados em 
pressão ou temperatura constante. Em uma mistura em temperatura constante, o 
ponto de bolha 
a) e de orvalho possuem pressões iguais. 
b) e de orvalho possuem pressões iguais, porém, diferentes de zero. 
c) tem pressão menor que o de orvalho. 
d) tem pressão maior que o ponto de orvalho. 
e) tem temperatura menor que o ponto de orvalho 
 
8) Uma mistura de benzeno e tolueno encontra-se em equilíbrio líquido- vapor na 
temperatura de 25°C. Considerando a solução líquida e o vapor como ideais, 
determine: 
a) Pressão parcial de cada componente, em 25ºC 
b) A pressão total da mistura líquida na qual um terço das moléculas são benzeno e 
o restante tolueno. 
c) Defina as frações molares na fase vapor. 
 
9) O Benzeno e o tolueno formam uma solução ideal. A pressão de vapor do 
benzeno é 94,6 Torr e a de tolueno 29,1 Torr. Calcule a pressão de vapor de cada 
uma das seguintes soluções e a fração molar de cada substância na fase vapor. 
 
a) 1,5 mol de C6H6 misturado com 0,5 mol de C6H5CH3 
b) 15 g de benzeno misturado com 64,3 g de tolueno. 
 
10) Complete os seguintes dados de acordo com o diagrama TXY 
 
a) Ponto de ebulição do componente mais volátil 
b) Ponto de ebulição do componente menos volátil 
c) Composição da mistura ( aprox.) no ponto de bolha de 40°C, 
d) Composição da mistura no ponto de orvalho de 60°C. 
e) Ponto de bolha e composição da mistura para XA= 0,8. 
 
11) Considere uma mistura binária de n-hexano(1) e –heptano (2) , que está em 
equilíbrio na temperatura de 60°C. Análises da composição na fase líquida 
revelam que x1=0,5. Sabendo-se que determinações experimentais são onerosas 
no aspecto custo-tempo, e algumas vezes não são possíveis, responda as 
seguintes questões: 
a) Qual a pressão medida no manômetro? 
b) Determine a composição da fase vapor. 
 
 
Pressão: mmHg 
T: K