Um sistema formado com propano e n-butano existe em equilíbrio líquido/vapor a 10 bar e 323 K. A fração molar do propano é de cerca de 0,67 na fase vapor e de cerca de 0,40 na fase líquida. Propano puro é adicionado ao sistema, que é trazido novamente ao equilíbrio nas mesmas Te P, com as duas fases, líquido e vapor, ainda presentes. Qual é o efeito da adição do propano sobre a sua fração molar nas fases líquida e vapor?
Passo 1
Vamos resolver o exercício sobre equilíbrio líquido/vapor de um sistema com propano e n-butano. Conteúdo da matéria: Equilíbrio de fases, frações molares, e leis de equilíbrio como a Lei de Raoult. O que precisamos: Entender como a adição de propano afeta as frações molares nas fases líquida e vapor mantendo as mesmas condições de temperatura e pressão.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que, em um sistema em equilíbrio líquido/vapor, a composição de cada fase é determinada pela volatilidade dos componentes. Teoria aplicada: A Lei de Raoult afirma que a pressão parcial de cada componente na fase vapor é proporcional à sua fração molar na fase líquida e à sua pressão de vapor pura.
Passo 3
Ao adicionar propano puro ao sistema, estamos aumentando a quantidade do componente mais volátil (propano) no sistema. Isso faz com que haja mais propano disponível para vaporizar. Explicação: Como propano é mais volátil que n-butano, ele prefere a fase vapor, aumentando sua fração nessa fase.
Passo 4
Com o aumento de propano na fase vapor, o equilíbrio será reajustado. Mais moléculas de propano passarão para a fase vapor, enquanto menos estarão na fase líquida. Teoria aplicada: Isso ocorre porque a pressão parcial do propano na fase vapor aumenta, exigindo um reajuste nas frações molares para restabelecer o equilíbrio.
Passo 5
Portanto, a fração molar de propano na fase vapor aumentará devido à maior disponibilidade do componente mais volátil. Já na fase líquida, a fração molar de propano diminuirá, já que mais propano está sendo transferido para a fase vapor.
Resposta
A adição de propano faz com que a sua fração molar aumente na fase vapor e diminua na fase líquida.