Etanol e metanol formam misturas próximas de ideais. A
a pressão de vapor do etanol é 5,93 KPa e metanol é 11,83 KPa. Calcule a fração molar de metanol e etanol em uma solução formada de 100 g de cada componente. Calcule a pressão parcial e a pressão de vapor total da solução. Finalmente, calcule a fração molar de metanol no vapor.
Pa,
)
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! Temos uma mistura de etanol e metanol que se comporta de forma quase ideal. A gente sabe que, a 20°C, a pressão de vapor do etanol é 5,93 kPa e a do metanol é 11,83 kPa. Precisamos descobrir algumas coisas:
- A fração molar de metanol e etanol na solução.
- As pressões parciais de cada componente.
- A pressão de vapor total da solução.
- A fração molar de metanol no vapor.
Para isso, vamos usar conceitos de frações molares e a Lei de Raoult, que relaciona a pressão de vapor de uma solução ideal com as pressões de vapor dos componentes puros e suas frações molares na solução.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular as frações molares de metanol (M) e etanol (E) na solução. Para isso, precisamos saber quantas mols de cada componente temos nos 100 g de cada.
A fórmula para calcular a fração molar (
) é:
Vamos calcular as mols de cada:
- Massa molar do metanol (M): aproximadamente 32,04 g/mol
- Massa molar do etanol (E): aproximadamente 46,07 g/mol
Então,
Passo 3
Agora, vamos encontrar o número total de mols na solução:
Com isso, podemos calcular as frações molares:
Passo 4
Agora que temos as frações molares na solução, vamos calcular as pressões parciais de cada componente usando a Lei de Raoult:
Onde
é a pressão parcial do componente
,
é a fração molar na solução, e
é a pressão de vapor do componente puro.
Então,
Passo 5
Para encontrar a pressão de vapor total da solução, somamos as pressões parciais:
Passo 6
Por fim, para calcular a fração molar de metanol no vapor (
), usamos a seguinte relação:
Resposta
As frações molares na solução são
e
. As pressões parciais são
e
. A pressão de vapor total da solução é
. A fração molar de metanol no vapor é
.
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) é dissolvido em 1000 g de água, qual a pressão de vapor a
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