Bismuto e Cádmio são completamente imiscíveis na fase sólida. A estão em equilíbrio Bi sólido e solução, sendo que essa possui de Bi. Calcule a quantidade de Bi sólido e de solução em equilíbrio quando uma mistura fundida, contendo 209 g de Bi e de Cd, é resfriada até . O eutético tem de Bi e cristaliza a . As massas molares do Bi e Cd são, respectivamente, e 112,4 g/mol.

Passo 1

Vamos resolver um exercício sobre equilíbrio de fases em uma liga de Bismuto (Bi) e Cádmio (Cd). A matéria envolve conceitos de diagramas de fases, solubilidade e reações eutéticas. Para resolver, vamos precisar das massas iniciais de Bi e Cd, das proporções molares na solução a 220 °C, e das massas molares de cada elemento.

Passo 2

Primeiro, vamos converter as massas de Bi e Cd para moles usando suas massas molares.
Para o Bi:
Para o Cd:

Passo 3

Agora, somamos os moles totais da mistura:

Passo 4

A composição da solução a 220 °C tem 80 mol% de Bi. Vamos chamar a quantidade de solução de mol.
A quantidade de Bi na solução:
A quantidade de Cd na solução:

Passo 5

Como o Bi sólido é totalmente imiscível na solução, a quantidade de Bi sólido será a diferença entre o total de Bi e o Bi na solução:
ó

Passo 6

Sabemos que a quantidade total de Cd é igual à quantidade de Cd na solução:

Passo 7

Substituindo na expressão para ó:
ó

Resposta

Em equilíbrio a , a mistura contém de Bi sólido e de solução.

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O que se entende por sistemas condensados? Qual é a variância máxima obtida em sistemas condensados de dois componentes? Nesses sistemas, quantas fases devem estar em equilíbrio para que a variância seja nula?
A solubilidade ideal do naftaleno, a , é . O valor experimental da solubilidade do naftaleno em benzeno é e em etanol, . Explique a razão de o último valor diferir tanto do valor ideal e o primeiro, tão pouco.
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Prata e cobre formam eutético a , o qual contém 39,9 mol% de . O sistema apresenta miscibilidade parcial no estado sólido, formando duas soluções sólidas cojugadas, cujas composições variam com a temperatura da seguinte forma:
Temperatura Composição (mol% de Cu)
Solução Solução
779 14,1 95,1
500 3,1 99,1
200 0,35 99,9
Admitindo que as linhas de equilíbrio sólido-líquido sejam retas; trace o diagrama temperatura-composição e determine, para uma liga fundida contendo 20 mol% de Cu :
a) A temperatura em que o primeiro sólido cristaliza.
b) A composição do sólido que primeiro cristaliza.
c) A proporção de sólido no sistema a .
d) A proporção de eutético no sistema a .
e) A composição do sistema a .
Os seguintes dados foram obtidos pela análise térmica de misturas líquidas de Mg e Si :
Composição (% de Mg em peso) Ponto de inflexão ( ) Patamar <br>
0 - 1420
15 1290 950
30 1150 950
43 - 950
55 1070 950
63 - 1102
80 1000 640
97 - 640
100 - 650
a) Construa o diagrama de fases do sistema considerado e determine a fórmula do composto, se existir.
b) Quanto silício puro se pode obter pelo resfriamento, até , de 10 kg do líquido que contém de Mg ? Qual a composição do líquido remanescente?