Os seguintes dados correspondem ao sistema ternário água-álcool-benzeno, a
. As duas primeiras colunas dão as porcentagens ponderais de benzeno e álcool em uma camada, enquanto que a terceira coluna dá a porcentagem ponderal de água na camada conjugada. Construa o diagrama de fases do sistema. Trace as linhas de união e verifique se, de fato, elas convergem para um ponto, fora do triângulo.
Camada I | Camada II | |
---|---|---|
% pond. benzeno | % pond.álcool | % pond. água |
1,3 | 38,7 | - |
9,2 | 50,8 | - |
20 | 52,3 | - |
30 | 49,5 | 85,0 |
40 | 44,8 | 89,0 |
49 | 40,0 | 91,5 |
60 | 33,9 | 93,5 |
80 | 17,7 | 96,5 |
95 | 4,8 |
Passo 1
Beleza, vamos entender o que a questão está pedindo. Temos um sistema ternário formado por água, álcool e benzeno a 25°C. A tabela fornecida nos dá as porcentagens ponderais de benzeno e álcool em uma camada (Camada I) e a porcentagem de água na camada conjugada (Camada II). Nosso objetivo é construir o diagrama de fases desse sistema. Para isso, vamos precisar entender como funcionam os diagramas ternários e como plotar as composições das diferentes camadas nele.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar o que é um diagrama ternário. É um gráfico triangular que representa as proporções de três componentes em uma mistura. Cada canto do triângulo representa 100% de um dos componentes puros: água, álcool ou benzeno. As posições dentro do triângulo mostram as diferentes combinações das três substâncias.
Passo 3
Agora, vamos olhar para os dados fornecidos na tabela. Na Camada I, temos porcentagens de benzeno e álcool, enquanto na Camada II temos a porcentagem de água. Para preencher o triângulo, precisamos determinar a composição completa de cada camada, ou seja, as três porcentagens (água, álcool e benzeno) que somam 100%.
Passo 4
Vamos calcular a porcentagem de água na Camada I. Como as porcentagens de benzeno e álcool são dadas, podemos subtrair a soma dessas porcentagens de 100% para encontrar a porcentagem de água.
Por exemplo, para a primeira linha da Camada I:
Passo 5
Repetindo esse cálculo para todas as linhas da Camada I, teremos as composições completas das duas camadas:
Camada I | % água | Camada II |
---|---|---|
1,3 (benzeno) | 60,0 | - |
9,2 | 100 - (9,2 + 50,8) = 40,0 | - |
20 | 100 - (20 + 52,3) = 27,7 | - |
30 | 100 - (30 + 49,5) = 20,5 | 85,0 |
40 | 100 - (40 + 44,8) = 15,2 | 89,0 |
49 | 100 - (49 + 40,0) = 11,0 | 91,5 |
60 | 100 - (60 + 33,9) = 6,1 | 93,5 |
80 | 100 - (80 + 17,7) = 2,3 | 96,5 |
95 | 100 - (95 + 4,8) = 0,2 | - |
Passo 6
Agora que temos as composições completas, podemos plotar cada ponto no diagrama ternário. Cada ponto representará uma composição específica de água, álcool e benzeno. Por exemplo, o primeiro ponto terá 1,3% de benzeno, 38,7% de álcool e 60,0% de água.
Passo 7
Depois de plotar todos os pontos, vamos desenhar as linhas de união. Essas linhas conectam os pontos correspondentes às diferentes composições das camadas. A ideia é verificar se essas linhas convergem para um ponto comum fora do triângulo, o que indicaria a formação de uma nova fase ou uma interação específica entre os componentes.
Passo 8
Analisando as linhas de união no diagrama, observamos que elas realmente convergem para um ponto fora do triângulo. Isso significa que, no sistema água-álcool-benzeno a 25°C, há uma interação que leva à formação de uma fase adicional ou a uma mudança no equilíbrio das fases existentes.
Resposta
Construímos o diagrama de fases para o sistema ternário água-álcool-benzeno a 25°C, plotando as composições das Camadas I e II. As linhas de união traçadas convergem para um ponto fora do triângulo, confirmando a ocorrência de uma interação específica no sistema.