DETERMINAÇÃO DO DIAGRAMA DE EQUILIBRIO DE MISTURAS LÍQUIDAS DE AGUA E FENOL

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Universidade Estadual do Centro Oeste 
 
 
 
Relatório de Termodinâmica Experimental 
Prof.: Dr. Guilherme Arielo 
Curso: Licenciatura em Química 
 
 
 
 
 
 
Experimento : DETERMINAÇÃO DO DIAGRAMA DE EQUILIBRIO DE MISTURAS 
LÍQUIDAS DE AGUA E FENOL. 
 
 
 
 
Alunos: 
Jean Guilherme Brozoski 
Ketellyn Poliana Ribeiro da Cunha 
Simone Freiria 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Guarapuava 2017 
1.Introdução 
 
 Alguns pares de substâncias em certas temperaturas e pressão não formam uma fase 
liquida e homogênea, mas sim, duas substâncias com características e composições 
próprias. Este estado acontece por esta solução ser mais estável no seu estado bifásico, 
do que se estivesse todas as soluções em uma fase. 
 Uma fase de uma substância é uma forma de matéria que é uniforme em toda a 
composição química e estado físico (Castellan, 1986). Segundo Atkins et al (2003), 
podemos encontrar as posições precisas das curvas de equilíbrio em um diagrama de fases 
para um componente puro ou misturas usando o fato de que, quando duas fases estão em 
equilíbrio, seus potenciais químicos têm de ser iguais. A regra das fases é uma regra útil 
que foi derivada por Gibbs e é dada pela equação: f=c-p+2. Onde c é o número de 
componentes e p é o número de fases presentes no sistema. O termo graus de liberdade, 
f, dá o número de variáveis intensivas que podem mudar independentemente, sem 
perturbar o número de fases em equilíbrio. Os líquidos parcialmente miscíveis formam 
soluções cujo comportamento se afasta bastante do ideal (Castellan, 1986). Considerando 
os diagramas temperatura-composição para sistemas que consistem em pares de líquidos 
parcialmente miscíveis, que são líquidos que não se misturam em todas as proporções em 
todas as temperaturas (Atkins et al, 2003). 
 Para este experimento foi usado para a obtenção dos dados de miscibilidade a água e 
o fenol, substância que é obtida principalmente através da extração de óleos de alcatrão 
de hulha. O nome fenol também é o nome usual de uma hidroxila ligada ao anel benzênico. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2.Objetivo 
 
Este trabalho tem como objetivo determinar o diagrama de equilíbrio de misturas liquidas de água e 
fenol, obtendo assim um gráfico côncavo para baixo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3.Matérias e Métodos: 
 Foi preparado um sistema formado por agua e fenol, que foram preparados a partir de uma solução 
saturada de fenol e agua pura. 
Foi então preparado um banho térmico com um béquer com agua e uma chapa de aquecimento, 
no qual era mantido a uma temperatura de cerca de 80°C. Juntamente com um tubo de ensaio para o 
banho e um termômetro para medir as temperaturas durante o processo. 
1. Com uma pipeta foi transferido para o tubo 3,0 ml da solução saturada de fenol, e então com 
o auxílio de uma bureta foi transferido gradativamente a agua conforme a tabela a baixo. 
2. Após cada processo de acrescentar a água a solução ficava opaca, então era levada à 
aquecimento até ficar límpida, em então anotado a sua temperatura, sempre sob a agitação. 
3. Após a limpidez da amostra, era então retirado do aquecimento e resfriado até voltar a ser 
opaca novamente, anotando a temperatura. 
4. Repetiu-se o processo para cada acréscimo de agua a solução. 
 
 
Sistema 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 
 
Sol. Saturada 
(mL) 
3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 
Água (mL) 1,5 2,0 2,5 3,0 4,0 5,0 6,0 8,0 11,0 15,0 21,0 25,0 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4.Resultados e Discussões 
 
 Adotamos a massa da agua como igual ao seu volume acrescentado ao sistema. A massa do fenol 
é constante em todos os processos do experimento e pode ser determinado através da equação: 
 
𝑚 = 𝑝. 𝑉 
 
p = massa especifica da solução (1,06 g.cm-3) 
V = Volume 
 
Com isso obtemos que a massa de fenol presente na solução é de 3,18 g. 
Com a temperatura da solução saturada durante o experimento, podemos também calcular a 
solubilidade (S) do fenol em agua. Como a temperatura da solução na hora do experimento era de 
20°C, a partir da carta de solubilidade presente no roteiro podemos dizer que a solubilidade do fenol 
é de 72g de fenol / 100 g de solução. 
Para encontrar a massa do fenol utilizado, utiliza-se a seguinte equação: 
m fenol = 3,18 x (72/100) 
m fenol = 2,28. 
 
Sistema Massa total (g) Massa de fenol (g) % p/p de fenol Temp. de homog. 
(°C) 
1 4,68 2,28 48,71 49,0 
2 5,18 2,28 44,01 59,0 
3 5,68 2,28 40,14 61,5 
4 6,18 2,28 36,89 65,5 
5 7,18 2,28 31,75 67,0 
6 8,18 2,28 27,87 67,5 
7 9,18 2,28 24,84 68,0 
8 11,18 2,28 20,39 67,0 
9 14,18 2,28 16,08 66,5 
10 18,18 2,28 12,54 62,5 
11 24,18 2,28 9,42 57,0 
12 29,18 2,28 7,81 51,5 
Traçando um Gráfico da temperatura pela concentração de fenol obtemos: 
 
 
 
Podemos observar que o ponto de máximo do gráfico, ou seja, o ponto de maior temperatura foi de 
68,0°C. O que difere um pouco do apresentado em literatura que é de 65,85 ºC 
(CASTELLAN, 1986) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
0
10
20
30
40
50
60
70
80
0 20 40 60
°C
% P/P DE FENOL.
DIAGRAMA DE FASES
Temp. de homog. (°C)
5. Conclusão 
 
A partir dos dados coletados podemos dizer que mesmo com algumas discrepâncias 
obtivemos dados parecidos com o da literatura, confirmando a miscibilidade entre a água e 
o fenol, apresentando uma variação de 2,15°C da temperatura máxima em que a solução 
fica homogênea entre ao experimento e a literatura. Obtivemos dados satisfatórios para a 
construção do gráfico que exemplifica o comportamento da miscibilidade entre as soluções. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
6.Referencias: 
 
ATKINS, Peter W. Físico-Química: fundamentos. 3 ed. LTC, 2003 
ATKIN, P. JONES, L Princípios de Química: Questionamentos a Vida Moderna e o Meio Ambiente, 
CASTELLAN, G., Fundamentos de físico-química. Rio de Janeiro: LTC, 1986.