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Questão FC287466

Considere o diagrama binário de um sistema líquido-vapor que mostra a influência da fração do soluto a (xa) em função da temperatura (T) para responder a questão. Assinale a altern

Química

IDECAN · 2023

Considere o diagrama binário de um sistema líquido-vapor que mostra a influência da fração do soluto a (xa) em função da temperatura (T) para responder a questão.

 

 

Assinale a alternativa correta a respeito do resfriamento de uma mistura do ponto 1 até o ponto 3.

  1. O vapor será resfriado até um ponto no qual dará origem a um líquido com teor do soluto B superior a 55%. À medida que o resfriamento prossegue, o teor do soluto A no líquido formado aumenta. Ao final do processo de condensação, a mistura apresenta 48% do soluto B no líquido.
  2. O vapor será resfriado até um ponto no qual dará origem a um líquido com teor do soluto A superior a 45%. À medida que o resfriamento prossegue, o teor do soluto A no líquido formado aumenta. Ao final do processo de condensação, a mistura apresenta 52% do soluto A no líquido.
  3. O vapor será resfriado até um ponto no qual dará origem a um líquido com teor do soluto A superior a 45%. À medida que o resfriamento prossegue, o teor do soluto A no líquido formado diminui. Ao final do processo de condensação, a mistura apresenta 52% do soluto A no líquido.
  4. O vapor será resfriado até um ponto no qual dará origem a um líquido com teor do soluto B superior a 55%. À medida que o resfriamento prossegue, o teor do soluto A no líquido formado aumenta. Ao final do processo de condensação, a mistura apresenta 48% do soluto A no líquido.
  5. O vapor será resfriado até um ponto no qual dará origem a um líquido com teor do soluto B superior a 55%. À medida que o resfriamento prossegue, o teor do soluto B no líquido formado aumenta. Ao final do processo de condensação, a mistura apresenta 48% do soluto A no líquido.
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Gabarito

A

Comentário do professor

A análise parte da observação de que, pela forma das curvas, A é mais volátil que B; assim, no início da condensação o líquido formado é enriquecido em B (teor de B > 55%).

Ao prosseguir o resfriamento, existe coexistência líquido+vapor e usamos a regra da alavanca aplicada à linha horizontal (tie-line) que passa pelo ponto considerado. Para o ponto 2, por exemplo, obtém-se o teor de A na fase líquida por \(W_A=\dfrac{60-52}{60-45}=0{,}533\) (≈53% A), o que mostra que o teor de A no líquido aumenta com o resfriamento.

Finalmente, quando toda a fase vapor condensa (ponto 3) a composição da fase líquida resulta da conservação de massa: a mistura total assume a composição que o vapor tinha inicialmente. Assim, no ponto 3 o líquido contém 52% de A e, portanto, 48% de B, conforme afirmado.

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