Fenol e água quando colocados em contato sob certas condições de temperatura e pressão formam duas fases líquidas, uma mais leve (R) rica em fenol ...

Para calcular as massas das duas fases líquidas após alcançado o equilíbrio, é necessário utilizar a lei de Dalton das pressões parciais e a regra da alavanca. Primeiramente, é preciso calcular a fração molar do fenol em cada fase líquida. Para isso, basta dividir a massa de fenol em cada fase pela massa total da fase correspondente. Assim: Fração molar do fenol na fase R = 20,0 kg / (20,0 kg + 30,0 kg) = 0,4 Fração molar do fenol na fase E = 9,0 kg / (20,0 kg + 30,0 kg) = 0,18 Em seguida, é possível calcular a pressão de vapor do fenol em cada fase utilizando a lei de Raoult, que estabelece que a pressão de vapor de um componente em uma solução é igual à pressão de vapor do componente puro multiplicada pela sua fração molar na solução. Assim: Pressão de vapor do fenol na fase R = 0,4 x 7,6 kPa = 3,04 kPa Pressão de vapor do fenol na fase E = 0,18 x 1,2 kPa = 0,216 kPa A pressão total do sistema é igual à soma das pressões parciais dos componentes em cada fase. Assim: Pressão total = Pressão de vapor do fenol na fase R + Pressão de vapor do fenol na fase E Pressão total = 3,04 kPa + 0,216 kPa = 3,256 kPa Por fim, é possível utilizar a regra da alavanca para determinar as massas das duas fases líquidas. A regra da alavanca estabelece que a razão entre as massas das duas fases é igual à razão entre as distâncias da alavanca até cada fase, considerando a pressão total como a força que equilibra a alavanca. Assim: Massa da fase R / Massa da fase E = Distância da alavanca até a fase E / Distância da alavanca até a fase R A distância da alavanca até cada fase é proporcional à pressão parcial do fenol em cada fase. Assim: Distância da alavanca até a fase R = Pressão de vapor do fenol na fase R / Pressão total = 3,04 kPa / 3,256 kPa = 0,934 Distância da alavanca até a fase E = Pressão de vapor do fenol na fase E / Pressão total = 0,216 kPa / 3,256 kPa = 0,066 Substituindo na regra da alavanca, temos: Massa da fase R / Massa da fase E = 0,066 / 0,934 Massa da fase R = (0,066 / 1,000) x (20,0 kg + 30,0 kg) = 4,32 kg Massa da fase E = (0,934 / 1,000) x (20,0 kg + 30,0 kg) = 45,68 kg Assim, as massas das duas fases líquidas após alcançado o equilíbrio são de 4,32 kg para a fase R e 45,68 kg para a fase E.