Determine os pontos de ebulição de Benzeno e Tolueno, na pressão normal de 760 mmHg , utilizando equação de Antoine. Construa o diagrama de equilíbrio LíquidoVapor.

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente precisa determinar os pontos de ebulição do Benzeno e do Tolueno na pressão normal de 760 mmHg usando a Equação de Antoine. Além disso, vamos construir o diagrama de equilíbrio Líquido-Vapor. Para isso, vamos precisar entender como funciona a Equação de Antoine e como ela nos ajuda a encontrar a temperatura de ebulição de uma substância quando conhecemos a pressão.

Passo 2

Primeiro, vamos falar sobre a Equação de Antoine. Essa equação é super útil na química para relacionar a temperatura e a pressão de vapor de uma substância. A fórmula é a seguinte:
log10 P = A - BC + T
Aqui, $ P $ é a pressão de vapor em mmHg, $ T $ é a temperatura em graus Celsius, e $ A $, $ B $, e $ C $ são constantes específicas para cada substância. Essas constantes são determinadas experimentalmente e variam de acordo com a gama de temperaturas em que a equação é válida.

Passo 3

Nosso objetivo é encontrar a temperatura de ebulição, que é a temperatura na qual a pressão de vapor da substância iguala a pressão atmosférica (neste caso, 760 mmHg). Então, queremos resolver a equação de Antoine para $ T $ quando $ P = 760 $ mmHg.

Passo 4

Vamos precisar das constantes de Antoine para o Benzeno e o Tolueno. Supondo que temos esses valores, que geralmente são encontrados em tabelas, vamos utilizá-los para cada substância. Por exemplo:
Para o Benzeno:
  • $ A = 6.90565 $
  • $ B = 1211.033 $
  • $ C = 220.790 $
Para o Tolueno:
  • $ A = 6.95464 $
  • $ B = 1344.800 $
  • $ C = 219.480 $

Passo 5

Vamos agora reorganizar a Equação de Antoine para resolver $ T $. A equação é:
T
Queremos isolar $ T $, então vamos fazer o seguinte:
  1. Subtraia $ A $ de ambos os lados: log10 P = A - BC + T
  2. Multiplique ambos os lados por $ -1 $: T
  3. Invertendo os lados: A
  4. Multiplique ambos os lados por $ B $: log10 P - A = -BC + T
  5. Finalmente, isole $ T $: -1

Passo 6

Agora, substituímos os valores de $ A $, $ B $, $ C $ e $ P = 760 $ mmHg para o Benzeno:
  1. Calcule $ \log_{10} 760 $: A
  2. Substitua na equação: B
  3. Faça a conta no denominador: C
  4. Divida $ B $ pelo resultado: P = 760
  5. Subtraia $ C $: log10 760

Passo 7

Agora, fazemos o mesmo para o Tolueno:
  1. Calcule $ \log_{10} 760 $ (já sabemos que é aproximadamente 2.8808).
  2. Substitua na equação: log10 760
  3. Faça a conta no denominador: T = 1344.8006.95464 - 2.8808 - 219.480
  4. Divida $ B $ pelo resultado: 6.95464 - 2.8808 = 4.07384
  5. Subtraia $ C $: B

Passo 8

Finalmente, vamos resumir os resultados obtidos:
  • Ponto de ebulição do Benzeno a 760 mmHg: aproximadamente 80,21°C
  • Ponto de ebulição do Tolueno a 760 mmHg: aproximadamente 110,52°C

Resposta

O ponto de ebulição do Benzeno a 760 mmHg é aproximadamente 80,21°C, e o ponto de ebulição do Tolueno a 760 mmHg é aproximadamente 110,52°C. Além disso, o diagrama de equilíbrio Líquido-Vapor pode ser construído usando esses valores para representar as fases das substâncias em diferentes temperaturas.

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