pratica 08

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Relatório 08 – DIAGRAMA DE FASES BINÁRIO
Relatório apresentado como avaliação
parcial, da disciplina de Físico-Química
Experimental I, ministrado pelo Prof. Dr.
Ronan Farias Freire de Souza.
ALEXANDRE KRUMENAUR
JULIA OZÓRIO DE ANDRADE
TOLEDO – PR
16 de Outubro de 2024
8.1. RESULTADOS E DISCUSSÃO
Primeiramente calculou-se o volume de cada porção de Fenol, utilizando-se
do cálculo do Título pela equação 1 abaixo, considerando que a densidade do fenol
é de 1,069 gmL-1.
(Equação 1)% 𝑇 = (𝑚. 𝐹𝑒𝑛𝑜𝑙 / 𝑚. 𝑆𝑜𝑙𝑢çã𝑜) * 100
95% = (𝑚. 𝐹𝑒𝑛𝑜𝑙 / 1, 069𝑔/𝑚𝑙 * 100 𝑚𝑙 ) * 100
𝑚. 𝐹𝑒𝑛𝑜𝑙 = 95 * 1, 069 = 101, 555𝑔
Em seguida aplicou-se uma regra de 3 para encontrar o volume do fenol para
a massa de 1,5 gramas.
100 𝑚𝑙 = 101, 555𝑔
 𝑥 𝑚𝑙 = 1, 5𝑔
𝑥 𝑚𝑙 = 1, 47 𝑚𝑙 
Assim fez-se para as demais massas de fenol, criando assim a tabela 1.E
em seguida preencheu os tubos com água destilada até completar 20 ml.
Tabela 1 – Quantidades de fenol presentes nos tubos.
Tubo (no) 1 2 3 4 5 6 7 8
Fenol (g) 1,50 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00 12,00 14,00
Fenol (ml) 1,47 1,96 3,93 5,90 7,87 9,84 11,81 13,78
Água (ml) 18,53 18,04 16,07 14,10 12,13 10,15 8,18 6,22
Após a adição, observou-se uma separação de fases em que o fenol ficou na
parte superior do tubo enquanto a água na parte inferior. (HACKBART, 2007).
Fez-se o cálculo da % de fenol presente em cada tubo a partir da equação 2.
(Equação 2)(𝑚. 𝑓𝑒𝑛𝑜𝑙 / 20 𝑔) * 100 %
Nessa equação, (m fenol) é a massa de fenol adicionada (equivalente ao
volume a partir do cálculo da densidade) e 20 g é a quantidade total da mistura
(massa de água mais a massa de fenol).
1
1,5 𝑔
20 𝑔  𝑥 100 %  =  7, 5%
Na sequência calculou-se a porcentagem de fenol em cada tubo, os
resultados estão presentes na tabela 2.
Tabela 2 - Massas de água e porcentagem em massa de fenol.
Tubo massa do fenol (g) massa de água (g) % de fenol
1 1,5 18,5 7,5
2 2 18,0 10,0
3 4 16,0 20
4 6 14,0 30
5 8 12,0 40
6 10 10,0 50
7 12 8,0 60
8 14 6,0 70
Após colocar o tubo 1 no aquecimento, a mistura ficou límpida, a temperatura
obtida foi de 54 ºC, retirou-se a mesma do aquecimento e a mistura turvou em 15
ºC. As temperaturas dos demais tubos estão presentes na tabela 3.
Tabela 3 - Temperaturas da solução límpida, solução turva e a temperatura média.
Tubo T. da solução
límpida (oC)
T. da solução
turva (oC)
T. média (oC)
1 54 15 34,5
2 52 34 43
3 65 59 62
4 70 66 68
5 73 67 70
6 68 64 66
7 64 59 61,5
8 53 38 45,5
Em seguida criou-se uma tabela com os valores da T. média da substância
binária e da porcentagem de fenol.
2
Tabela 4 - T. média da substância pela porcentagem de fenol.
Tubo T. média (oC) % de fenol
1 34,5 7,5
2 43 10,0
3 62 20
4 68 30
5 70 40
6 66 50
7 61,5 60
8 45,5 70
Após a obtenção dos resultados plotou-se um gráfico 1 da porcentagem de
fenol pela temperatura média (% Fenol vs T. média) para o diagrama de fases
binário.
Gráfico 1. Diagrama de fases binário
No gráfico, a região P1 as substâncias apresentam solubilidade total (mistura
homogênea), na região intermediária P2 a solubilidade é limitada, e o sistema se
torna bifásico. Sendo a Tc a temperatura crítica, a temperatura máxima que pode
ser atingida a solubilidade. (ATKINS 2012).
Em seguida calculou-se pela Regra das fases de Gibbs (equação 3) o Grau
de liberdade (F) que os sistema bifásico pode apresentar a fim de conhecer quais as
3
variáveis que podem ser alteradas sem que ocorra qualquer alteração nas fases que
estão em equilíbrio. (FELICIANO, 2018).
F = C – P + 2 (Equação 3)
Nessa equação, (F) é os graus de liberdade, (C) o número de componentes,
(P) é o número de fases. (FELICIANO, 2018). Nesse caso, C = 2 e P = 2,
substituindo na equação tem-se:
F = 2 – 2 + 2
F = 2
Assim, no diagrama de fases binário há dois graus de liberdade (F=2) que
são a temperatura e a composição. (FELICIANO, 2018).
Questões:
1. Qual a importância de se utilizar um diagrama de fases?
R:Descobrir quais as condições de temperatura, pressão e composição que a
substância apresenta maior estabilidade.
2. Escolher um ponto no gráfico e determinar a composição de fenol e
água nas fases ricas em água e fenol.
R:No ponto de 70ºC a composição de fenol está em 40% e de água está em
60%.
8.2. CONCLUSÃO
A partir do experimento, foi possível obter o diagrama de fase binário da
mistura de fenol e água, podendo observar como a variação da temperatura e da
proporção podem influenciar na miscibilidade dos líquidos.
8.3. REFERÊNCIAS
HACKBART, LUCIANA MEIRELES. Equilíbrio líquido-líquido de sistemas
contendo fenol-água-solvente: obtenção e modelagem termodinâmica.
Orientador: Prof. Dr. Luiz Fernando de Lima Luz Jr, 2007.
ATKINS, P.; JONES, L.; Princípios de Química, questionando a vida moderna e
o meio ambiente; 5ª. ed. Porto Alegre: Bookman, 2012.
FELICIANO, Henrique Naim Finianos; DUTRA, Júlio César. ANÁLISE DA
CORRESPONDÊNCIA DAS TEMPERATURAS LIQUIDUS E SOLIDUS DA LIGA
Pb–50% Sn OBTIDAS EXPERIMENTALMENTE COM AS DETERMINADAS PELO
SOFTWARE THERMOCALC®, 2018.
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