Dos sistemas binários líquido/vapor que seguem, qual pode ser modelado aproximadamente pela lei de Raoult? Para aqueles que não podem, explique o porquê.
(e) Água/n-decano a 1 bar
(e) Água/n-decano a 1 bar
Passo 1
Beleza! Vamos lá: o exercício pede para a gente analisar se o sistema binário água/n-decano a 1 bar pode ser modelado pela Lei de Raoult. A matéria envolvida aqui é termodinâmica, mais especificamente equilíbrio líquido-vapor. Vamos precisar entender o que é a Lei de Raoult e como ela se aplica a misturas químicas.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar o que é a Lei de Raoult. Ela diz que, em um líquido ideal, a pressão de vapor de cada componente é proporcional à sua fração molar no líquido, ou seja:
Onde
é a pressão de vapor do componente
,
é a fração molar no líquido, e
é a pressão de vapor pura do componente
.
Passo 3
Agora, para a Lei de Raoult funcionar bem, a mistura precisa ser ideal. Isso geralmente acontece quando os componentes têm interações semelhantes, como forças de dispersão semelhantes, e são quimicamente semelhantes, tipo misturar álcoois com álcoois.
Passo 4
No caso da mistura água/n-decano, temos dois componentes muito diferentes. A água é polar e forma ligações de hidrogênio, enquanto o n-decano é uma molécula apolar com forças de dispersão. Essas diferenças fazem com que as interações entre água e n-decano não sejam semelhantes às intermoleculares de cada componente puro.
Passo 5
Devido a essas diferenças grandes nas propriedades químicas e físicas, a mistura água/n-decano apresenta comportamento não ideal. Isso significa que as pressões de vapor reais diferem bastante das previstas pela Lei de Raoult, tornando-a inadequada para modelar esse sistema.
Resposta
O sistema binário água/n-decano a 1 bar não pode ser modelado aproximadamente pela Lei de Raoult, pois apresenta comportamento não ideal devido às fortes diferenças nas interações intermoleculares entre água e n-decano.