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Relatório - Diagrama de Fases

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Físico Química Experimental II – CQ051 – EQ B

Universidade Federal do Paraná


Prof.ª. Dra. Liliana Micaroni
Discentes do curso de Engenharia Química da UFPR
Beatriz Pacheco de Carvalho Brasil
Julia Brunheri
Paulo Vitor de Lima Carvalho

RELATÓRIO 7 – DIAGRAMA DE FASES

OBJETIVOS

Construir o diagrama de fases ternário do sistema água – etanol – acetato de


etila a partir de dados experimentais.

TRATAMENTO DE DADOS

As propriedades dos componentes analisados foram organizadas no QUADRO


1 a seguir:

QUADRO 1 – PROPRIEDADES DOS COMPONENTES.

Componente Densidades (g/cm3) Massa molar (g/mol)


Acetato de etila 0,897 88,11
Etanol 0,789 46,07
Água 0,997 18,02
FONTE: Os autores, 2021.
Os resultados obtidos foram compilados na TABELA 1 e organizados no
diagrama ternário, FIGURA 1.
TABELA 1 – RESULTADOS OBTIDOS.
Volume (mL) Massa (g) Mols (gmol) Fração molar
Tubo
Água Acetato Etanol Água Acetato Etanol Água Acetato Etanol Total Água Acetato Etanol
1 1,0 2,0 1,2 0,997 1,794 0,947 0,055 0,020 0,021 0,096 0,575 0,212 0,214
2 1,0 3,0 1,2 0,997 2,691 0,947 0,055 0,031 0,021 0,106 0,520 0,287 0,193
3 2,0 1,0 1,0 1,994 0,897 0,789 0,111 0,010 0,017 0,138 0,802 0,074 0,124
4 2,0 3,0 1,6 1,994 2,691 1,262 0,111 0,031 0,027 0,169 0,656 0,181 0,163
5 1,0 1,0 0,8 0,997 0,897 0,631 0,055 0,010 0,014 0,079 0,699 0,129 0,173
6 2,0 1,5 1,2 1,994 1,346 0,947 0,111 0,015 0,021 0,146 0,755 0,104 0,140
7 2,5 0,5 0,8 2,493 0,449 0,631 0,138 0,005 0,014 0,157 0,880 0,032 0,087
8 2,5 1,5 1,4 2,493 1,346 1,105 0,138 0,015 0,024 0,178 0,779 0,086 0,135
9 0,4 6,0 0,8 0,399 5,382 0,631 0,022 0,061 0,014 0,097 0,228 0,630 0,141
10 0,5 3,0 0,8 0,499 2,691 0,631 0,028 0,031 0,014 0,072 0,385 0,425 0,191
11 1,0 3,0 1,2 0,997 2,691 0,947 0,055 0,031 0,021 0,106 0,520 0,287 0,193
12 3,5 1,5 1,6 3,490 1,346 1,262 0,194 0,015 0,027 0,236 0,819 0,065 0,116
13 0,3 7,0 0,8 0,299 6,279 0,631 0,017 0,071 0,014 0,102 0,163 0,702 0,135
14 0,5 3,5 1,0 0,499 3,140 0,789 0,028 0,036 0,017 0,080 0,344 0,443 0,213
15 0,5 5,0 1,2 0,499 4,485 0,947 0,028 0,051 0,021 0,099 0,279 0,514 0,207
16 1,0 3,5 1,2 0,997 3,140 0,947 0,055 0,036 0,021 0,112 0,496 0,320 0,184
17 4,0 0,5 1,4 3,988 0,449 1,105 0,221 0,005 0,024 0,250 0,884 0,020 0,096
18 0,5 4,0 1,0 0,499 3,588 0,789 0,028 0,041 0,017 0,086 0,324 0,476 0,200
19 5,0 4,0 0,0 4,985 3,588 0,000 0,277 0,041 0,000 0,317 0,872 0,128 0,000
20 0,4 17,5 0,0 0,399 15,698 0,000 0,022 0,178 0,000 0,200 0,110 0,890 0,000
FONTE: Os autores, 2021.
FIGURA 1 – DIAGRAM TERNÁRIO ÁGUA – ETANOL – ACETATO DE ETILA COM
OS PONTOS OBTIDOS EXPERIMENTALMENTE.

FONTE: Os autores, 2021.

DISCUSSÃO
O sistema estudado neste experimento foi a mistura de água destilada + etanol
+ acetato de etila em pressão e temperatura ambiente. Água e acetato de etila são
praticamente insolúveis, porém ambos misturam-se em qualquer proporção com
etanol. Portanto, o etanol aumenta a solubilidade mútua da água e acetato de etila.
Após a realização dos cálculos pode-se comparar o diagrama obtido apresentado na
FIGURA 1 com o que está disponível na literatura FIGURA 2.
FIGURA 2 - DIAGRAMA TERNÁRIO ÁGUA-ETANOL-ACETATO DE ETILA
(LITERATURA).

FONTE: Resa e Goenaga, 2006.

A região inferior da curva de solubilidade é correspondente a duas fases em


equilíbrio, uma rica em água e outra rica em acetato de etila, e ambas contém
pequenas quantidades dos outros componentes dissolvidos. A região acima da linha
de solubilidade, denominada como a região monofásica, os três componentes são
completamente miscíveis. É possível perceber que os gráficos são semelhantes, mas
existem pequenas diferenças em alguns pontos que são justificadas por erros
experimentais e que a plotagem do gráfico experimental foi realizada a mão.

CONCLUSÃO
Como se trata de um sistema com P e T constantes eles podem se tornar
completamente ou parcialmente imiscíveis em um sistema miscível por conta da
adição de um terceiro componente miscível. Através do diagrama é possível saber o
volume necessário para que ocorra a produção de um sistema monofásico através
das concentrações (% V/V). Sendo assim, podemos concluir que o experimento foi
realizado de acordo com o esperado e nos permitiu atingir o objetivo descrito no
relatório.
REFERÊNCIAS
RESA, J.M. e GOENAGA, J.M, Liquid-Liquid Equilibrium Diagrams of Ethanol +
Water +(Ethyl Acetate or 1-Pentanol) at Several Temperatures J. Chem. Eng. Data
2006, 51, 1300-1305)

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