Enunciado
Química - Atkins - Fisico-Quimica - Vol. 1- Ed: 8º - Capítulo 5.Problemas Numéricos - Ex. 13
13 – Chen e Lee estudaram o equilíbrio líquido-vapor do cicloexanol com diversos gases em pressões elevadas. Entre os dados publicados figuram as seguintes medidas das frações molares do cicloexanol na fase vapor (ycic) e na fase líquida (xcic), a 393,15 K, em função da pressão.
Determine a constante da lei de Henry para o CO2 em cicloexanol e calcule o coeficiente de atividade do CO2.
Passo 1
Vamos relembrar da constante da lei de Henry que é o coeficiente angular da reta da pressão versus a composição, assim para este caso a constante da lei de Henry será o coeficiente angular da reta obtida da pressão do CO2 pela sua composição x(CO2).
Passo 2
Para obtermos a pressão do CO2, podemos utilizar as informações fornecidas do enunciado, nos dados fornecidos, onde a pressão de CO2 será:
Onde, yCO2 é a fração parcial molar na fase vapor de CO2 em que a soma das frações parciais será igual a 1, logo
Assim,
Assim,
Com a expressão acima conseguimos calcular a pressão parcial de CO2
Passo 3
Vamos precisar também da fração molar na fase líquida de CO2, e como fizemos para a fração molar na fase vapor, assim, analogamente:
Assim,
Com a Eq1 e com a Eq2 podemos calcular o que precisamos e com os valores calculados obtemos o seguinte gráfico com a equação da reta já obtida por regressão linear:
Pelo gráfico vemos que o coeficiente angular, e consequentemente, o coeficiente da lei de Henry é:
Passo 4
Vamos relembrar que a atividade de um soluto pode ser expressa em termos do coeficiente da lei de Henry, pela seguinte expressão:
Isolando γB:
Onde,
Assim,
Assim,
Passo 5
Como já vimos,
Assim,
Aplicando os valores obtemos os seguintes valore para o coeficiente de atividade para o CO2: