Para um sistema gás-líquido em equilíbrio à temperatura T e à pressão p, a lei de Raoult modela a relação entre a pressão parcial da substância i na fase gasosa, pi, e a fração molar da substância i na fase líquida, yi, como se segue:

pi = yi psat,i(T)

em que psat,i(T) é a pressão de saturação de i puro à temperatura T. Admite-se que a fase gasosa forme uma mistura de gases ideais; assim, pi = xip, em que xi é a fração molar de i na fase gasosa. Aplique a lei de Raoult para os seguintes casos, os quais são representativos das condições que poderiam ser encontradas em sistemas de absorção amônia-água (Seção 10.5):

(a)Admita um sistema bifásico, líquido-vapor de amônia-água, em equilíbrio a 20°C. A fração molar da amônia na fase líquida é de 80%. Determine a pressão, em bar, e a fração molar da amônia na fase de vapor.

(b)Determine as frações molares da amônia nas fases líquida e vapor de um sistema bifásico de amônia-água, em equilíbrio a 40°C e 12 bar (1,2 MPa).

É dado que

a) Um sistema de amônia-água em vapor

• Temperatura de equilíbrio:
• Fração molar de na fase líquida:

b)

• Temperatura de equilíbrio:
• Pressão de equilíbrio:

a) usando os modelos da lei de Raoult entre a pressão parcial da substância na fase gasosa, e fração molar das substâncias e na fase líquida é dada por

Então, a fração molar de amônia é e a fração molar do vapor de água é

A pressão parcial da fase de vapor é

Pegando o valor da pressão das propriedades de amônia saturada da temperatura com e

Da lei de Raoult

Pegando o valor da pressão das propriedades de amônia saturada da temperatura com e

Da lei de Raoult

A fração molar da amônia na fase de vapor é calculada por

b) a pressão total

A pressão parcial da fase de vapor é dada pela soma das pressões do sistema

De acordo com a lei de Roult

Pegando a pressão das propriedades de amônia saturada da tabela de temperatura com

Então, temos que

Pegando a pressão das propriedades de água saturada com e

De acordo com a lei de Roult

Também sabemos que

Então a pressão total para a fase de vapor é calculada por

A fração molar do vapor de amônia é dada por