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:
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:
Queremos isolar $ T $, então vamos fazer o seguinte:
- Subtraia $ A $ de ambos os lados:
- Multiplique ambos os lados por $ -1 $:
- Invertendo os lados:
- Multiplique ambos os lados por $ B $:
- Finalmente, isole $ T $:
Passo 6
Agora, substituímos os valores de $ A $, $ B $, $ C $ e $ P = 760 $ mmHg para o Benzeno:
- Calcule $ \log_{10} 760 $:
- Substitua na equação:
- Faça a conta no denominador:
- Divida $ B $ pelo resultado:
- Subtraia $ C $:
Passo 7
Agora, fazemos o mesmo para o Tolueno:
- Calcule $ \log_{10} 760 $ (já sabemos que é aproximadamente 2.8808).
- Substitua na equação:
- Faça a conta no denominador:
- Divida $ B $ pelo resultado:
- Subtraia $ C $:
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.