Definição da Lei de Raoult

Candela Rocío Barbisan | fevereiro 2022
Engenharia Química

Talvez seja necessário redefinir o conceito de pressão de vapor, entendendo-a como a pressão exercida pela fase gasosa sobre uma fase líquida (tanto em Equilíbrio), em um determinado temperatura em sistema fechado. Esse equilíbrio dinâmico é alcançado mais rapidamente quanto maior for a superfície de contato entre as fases e, nesta condição, falamos de fases saturadas, tanto de vapor quanto de líquido saturado.

Está lei lançou um dos alicerces da termodinâmica em 1887 e, após a lógica Da Lei de Raoult, vemos que a pressão de vapor de uma substância diminui de valor quando ela passa de pura a parte de uma mistura. Com base no exposto, o expressão A matemática disso é a seguinte:

P_eu = x_eueu P_eu⁰

Isso significa que a pressão parcial de vapor de uma substância i em uma mistura, P_i, é igual à pressão de vapor do componente puro, P_eu⁰, (à mesma temperatura) vezes sua fração molar na fase líquida, x_eueu.

Ao falar sobre esta Lei, nos referimos a gráficos típicos como este:

Imagem retirada do UCR3

tão simples gráfico É muito útil para estimar pressões parciais de vapor quando uma substância faz parte de uma mistura, também nos permite descrever a composição de solventes voláteis de uma mistura, em sua fase gasosa, bem como muitos outros Formulários.

A expressão matemática da Lei de Raoult foi indicada em cada gráfico para os componentes da mistura A e B, neste caso, uma mistura binária formada por duas substâncias puras. No eixo das abcissas observamos as frações molares correspondentes a cada componente (em fase líquida), tendo à esquerda maior quantidade do componente B e, em proporção, menor quantidade do componente A até que a fração molar do componente B seja 1 e a de A é 0. Enquanto, à direita, a fração do componente A aumenta, até obter apenas o componente A (xA=1). No eixo das ordenadas, respectivamente, temos as pressões de vapor das componentes puras, ou seja, quando apenas tem a componente A (xA=1) temos a pressão de vapor desta mesma componente e, inversamente, ela ocorre no eixo das ordenadas do deixou. Na transição, a pressão total da mistura em fase gasosa não corresponde à pressão de vapor de cada um dos componentes. mas sim à soma da pressão parcial de seus componentes (Lei de Dalton), cada um deles sendo estimado a partir da lei de Raoult.

Ressalte-se que a Lei original possui modificações baseadas em desvios da idealidade de seus compostos. Quando, dependendo das forças intermoleculares que entram em jogo, há interações entre ambas substâncias, isso gera desvios, pois haverá mais ou menos tendência de uma delas permanecer em fase líquido ou não.

Em suma, quando o desvio é negativo da Lei ideal de Raoult, as forças intermoleculares na solução são maiores que nos componentes puros, portanto, a pressão total será menor que a Estimado. Isso significa que as forças adesivas são mais fortes que as forças coesivas, o que implica que os componentes são retidos na fase líquida da mistura por forças de atração maiores que os líquidos puros. Por outro lado, se o desvio for positivo, a pressão total será maior que a estimada, pois as forças intermoleculares na solução são menores do que nas componentes puras. Aqui, as forças coesivas entre as moléculas são mais importantes do que as forças adesivas, portanto, os componentes têm mais facilidade em passar para a fase gasosa.

Principalmente, a Lei de Raoult é aplicada em técnicas industriais e para régua laboratório, em processos como destilação e destilação fracionada.