Nas tabelas abaixo são mostrados os pontos de ebulição de algumas substâncias puras e a composição de seus azeótropos.
Analise os diagramas de fase I a IV indicados a seguir.
As destilações azeotrópicas dos sistemas binários acetona-clorofórmio e tolueno-metanol estão representadas, respectivamente, pelos diagramas:
a)I e II
b)I e III
c) I e IV
d) II e III
e) III e IV
Passo 1
Essa questão está querendo que a partir dos dados dos compostos e dos azeótropos que eles formam, a gente identifique quais são seus diagramas. Vamos precisar, então, identificar qual o tipo de azeótropo formado e depois realizar a leitura da composição. Mas não se assusta que vamos fazendo juntos essa análise!
Passo 2
A primeira coisa que podemos fazer é identificar se estamos formando azeótropos de mínimo ou de máximo. Para isso, precisamos analisar os pontos de ebulição.
Para o caso da mistura acetona – clorofórmio, temos que:
Como a temperatura de ebulição do azeótropo é maior que a temperatura de ebulição dos componentes puros, esse é um azeótropo de máximo. Portanto, seu diagrama só poder ser ou I ou II.
Passo 3
A outra informação que temos é que o azeótropo é formado na composição de de acetona e de clorofórmio. Então, temos que avaliar entre esses dois diagramas qual deles está marcando o ponto de azeótropo nessa composição.
Além disso, sabemos que o X é a acetona e o Y é clorofórmio. Portanto, o nosso gráfico só pode ser o gráfico I , pois nele o X está com uma Temperatura de ebulição menor que o Y, que é o comportamento que temos que ver no diagrama entre acetona e clorofórmio.
Para conferir, precisamos apenas ver se o ponto que o gráfico II está marcando o azeótropo está com a composição condizente. E fazendo a leitura, vemos que tá certinho!
Passo 4
Agora, faremos exatamente a mesma coisa para o segundo sistema!
Para o caso da mistura tolueno – metanol, temos que:
Como a temperatura de ebulição do azeótropo é inferior a temperatura de ebulição dos componentes puros, esse é um azeótropo de mínimo. Portanto, seu gráfico só poder ser ou III ou IV.
Passo 5
A outra informação que temos é que o azeótropo é formado na composição de de tolueno (X) e de metanol (Y). Então, temos que avaliar entre esses dois gráficos qual deles está marcando o ponto de azeótropo nessa composição.
Mais uma vez, avaliando as temperaturas de ebulição, vemos que tem que ser o gráfico IV, pois a temperatura de ebulição do X está superior a do Y, conforme esperamos entre um sistema de tolueno e metanol. Além disso, como o azeótropo está pertinho do Y, sabemos que tem mais de Y do que X, mostrando que a composição do azeótropo também está correta.
Portanto, a nossa resposta é I e IV, letra c).
Resposta
Letra c)