. Uma mistura contendo quantidades equimoleculares de benzen

Para resolver este problema, precisamos aplicar a Lei de Raoult, que é uma boa aproximação para misturas ideais. De acordo com a Lei de Raoult, a pressão parcial de um componente em uma mistura é igual ao produto de sua fração molar na fase líquida e sua pressão de vapor no estado puro.

Vamos começar com o caso (a) em que a pressão é 100 kPa:

Passos Gerais para a Solução:

1. Obter as pressões de vapor:

2. Primeiro, precisamos das pressões de vapor do benzeno, tolueno e etilbenzeno a 110°C. Essas informações podem ser encontradas em tabelas de propriedades físicas ou calculadas usando a equação de Antoine.

3. Aplicar a Lei de Raoult:

Onde $P_i$ é a pressão parcial, $x_i$ é a fração molar do componente $i$ na fase líquida, e $P_i^{\text{sat}}$ é a pressão de vapor do componente $i$.

1. Considerar o equilíbrio de fases:

Para o equilíbrio líquido-vapor, a soma das pressões parciais é igual à pressão total do sistema:

Onde $y_i$ é a fração molar do componente $i$ na fase vapor.

1. Cálculo das frações molares:

Usando a Lei de Raoult e a condição de equilíbrio, podemos determinar as composições das fases líquidas e vapor, assim como a fração de vapor ($\varphi$).

O balanço de massa e a regra da alavanca podem ser utilizados para encontrar $\varphi$.

1. Repetir para pressão de 110 kPa:

A mesma metodologia é aplicada para pressão de 110 kPa.

Exemplo de Cálculo:

Para resolver completamente, precisaríamos das pressões de vapor exatas a 110°C. Supondo que essas informações são conhecidas ou calculáveis, o procedimento seria:

• Calcular $x_i$ nos líquidos assumindo frações equimoleculares iniciais, usando as pressões de vapor para resolver as equações de Raoult ajustadas pelo equilíbrio de fase.
• Determinar $y_i$ a partir de $x_i$ e resolver simultaneamente para satisfazer a pressão total.
• Calcular a fração de vapor usando o balanço de massa.

Sem valores exatos para as pressões de vapor ou recursos computacionais/excel para cálculo iterativo, estamos limitados a um procedimento teórico aqui. Recomendo obter as pressões de vapor para resolver o problema com precisão computacional.