Relatório Solubilidade Mútua

7/24/2019 Relatrio Solubilidade Mtua

1/36

UNIVERSIDADE ESTADUAL DO RIO DE JANEIROINSTITUTO DE QUMICA

DEPARTAMENTO DE FSICO-QUMICA - DFQ

TERMODINMICA EXPERIMENTAL PARAENGENHARIA QUMICA

Solubilidd! M"#u d! Doi$ L%&uido$

G'u(o) Alexander de Paula Rodrigues Hanny Juliani Juliana Amado Tatiana Galvo Vanessa de Oliveira

Tu'*) 03P'o+!$$o'!$) Marcio uis yra Paredes Pedro Ali!"

D# d (',#i) 30#03#$0%&

Su*,'io


2/36

%'(ntrodu)o 3 %'%*+uil,-rio l,+uido.l,+uido 3 %'$ Modelo /(1/A2 &

%'3 *+uil,-rio l,+uido.l,+uido.vaor 4$' O-!etivos 53' Metodologia 5 3'% Materiais 5 3'$ Reagentes %0 3'3 Procedimento *xerimental %0 3'3'% *+uil,-rio l,+uido.l,+uido6*7 %0 3'3'$ *+uil,-rio l,+uido.l,+uido.vaor 6*V7 %%8' Resultados e 9iscusso %% 8'% *+uil,-rio l,+uido.l,+uido 6*7 %% 8'$ An:lise de sensi-ilidade dos ar;metros $0

8'3 Previso do *+uil,-rio l,+uido.l,+uido.vaor 6*V7 $0 8'8 Previso do *+uil,-rio l,+uido.vaor 6*V7 $3&' 2onclus


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a sua miscibilidade. Este fato acontece devido ao estado bifsico ser mais estvel que o

estado monofsico. Se estas fases esto em equilbrio, ento o fenmeno chamado

equilbrio lquido-lquido. (SMITH, et al., 2007)

Ce considerarmos dois l,+uidos A e @ e realiDarmos a misturas dos mesmos a P eT constantesB isto ocorrer: +uando G diminuiB isto EB +uando a energia livre da mistura E

menor do +ue a energia livre dos dois comonentes uros'

O FGmista T e P constantesB ode variar com a comosi)o do sistemaB ou se!aB

com a >ra)o de mols dos comonentesB como reresentado es+uematicamente na >igura

a-aixo

Fi3u' .' Varia)o do FGmist'

a >igura 6a7 ode.se diDer +ue os dois l,+uidos so comletamente misc,veis em

uma determinada resso e temeraturaB !: +ue o FGmist E negativo em toda a >aixa de

comosi)o'

*m contraartidaB na >igura 6-7 tem.se dois l,+uidos imisc,veis a uma

determinada P e TB devido ao FGmistser ositivo'

*ntretantoB em 6c7B tem.se uma situa)o mais comlexa' FGmist0B logo os doisl,+uidos so misc,veis' PorEmB se a mistura tem uma comosi)o entre I % e I$B o FGmist

ser: menor se o sistema se searar em duas >ases decomosi)o I% e I$B

resectivamente' Pode.se diDer ento +ueB na+uela P e TB os l,+uidos so arcialmente

misc,veis'

9e acordo com o critErio de e+uil,-rio de >ases ara as >ases e K

2om a introdu)o dos coe>icientes de atividade da esEcie iB temos

3


4/36

Admitindo +ue cada esEcie ura exista como l,+uido uroB L temeratura e

resso do sistemaB tem.se +ue

9ondeB

esta e+ua)o os coe>icientes de atividade do comonente i ara am-as as >ases

e KB so calculados da mesma >un)o a artir da energia livre de Gi--s molar em

excesso G*(G*i #RT Nixi lni).

O +ue os distingue matematicamente E a >ra)o molar +ue E alicada' AssimB em

um sistema l,+uido.l,+uido contendo esEcies +u,micas

Para a o-ten)o dos coe>icientes de atividade E necess:ria a constru)o de

exressun)o da comosi)oB temeratura e ressoBonde a vari:vel mais imortante E a comosi)o'

Pela regra das fases, sabe-se que o grau de liberdade de uma mistura binria

dado por duas variveis. Especificando a presso (no caso deste trabalho considera-se

presso atmosfrica), a varivel que fecha o balano das variveis sera temperatura ou

a composio, havendo somente uma temperatura na qual teremos determinada

composio. O ELL binrio representado em um diagrama de solubilidade, um grfico

de T vs. X1.

o *B a temeratura tem grande in>lu?ncia no rocesso de seara)oB e ara

cada sistema de su-st;ncias existem temeraturas limitantesB uma suerior e outra

in>eriorB denominadas consolutas' Acima ou a-aixo dessas temeraturasB

resectivamenteB no E oss,vel a >orma)o das >ases' 9este modoB a seara)o das

>ases ocorre dentro de determinada >aixa de temeratura e ara cada temeratura existe

uma >aixa de comosi)o na +ual a seara)o E oss,vel'

*ste >ato ode ser visualiDado na >igura a-aixo'

4


5/36

Fi3u' 4' (n>lu?ncia da temeratura no e+uil,-rio l,+uido.l,+uido'

Podemos observar que no diagrama A, h a presena de uma temperatura

consoluta inferior, ou temperatura crtica inferior da soluo (TCIS), que ocorre quando

o diagrama intercepta a curva dos pontos de bolha do ELV.

J, quando o diagrama intercepta a curva de congelamento, apenas a temperatura

consoluta superior, ou temperatura crtica superior da soluo (TCSS), passa a existir,

que o que acontece no diagrama B.

No diagrama C, ha presena de uma TCIS e uma TCSS, que consistem em

estados limites do equilbrio bifsico, nos quais todas as propriedades das duas fases em

equilbrio so idnticas.

./4 Mod!lo UNIQUAC

Uma equao que constitui uma extenso da teoria quase-qumica de

Guggenheim, para molculas no-randmicas em misturas contendo componentes de

diferentes tamanhos, foi desenvolvida por Abrams e Praunsnitz. Esta extenso foi

chamada de Teoria Quase-Qumica Universal, ou, pela extenso equivalente em ingls,

UNIQUAC.

A equao UNIQUAC para GE dada por um termo combinatorial e por um

termo residual:

GE= GEcombinatorial + GE

residual

Esta diviso semelhante diviso proposta no modelo de Flory-Huggins.

5


6/36

A parte combinatorial descreve as contribuies entrpicas dos componentes e

depende da composio, do tamanho e forma das molculas, necessitando apenas de

dados do componente puro. A parte residual expressa as foras intermoleculares que so

responsveis pela entalpia de mistura, e nela aparecem os parmetros ajustveis.Para uma mistura binria, o termo combinatorial dado por:

+

+

+

=$

$$$

%

%%%

$

$$

%

%% lnln&lnln

xqxq

xx

xx

RT

GE

comb

(1)

Onde i

a frao de segmento, definida por:

$$%%

%%%

rxrx

rx

+=

(2)

$$%%

$$

$rxrx

rx

+=

(3)

E i a frao de rea, definida por:

%% %

% % $ $

=+

x +

x + x + (4)

$$ $

% % $ $

=+

x +

x + x + (5)

O termo residual dado por:

7ln67ln6 %$%$$$$%$%%% ++= xqxqRT

GEres

(6)

Onde:

=

T

A

RT

u %$%$%$ ex3ex3

(7)

6


7/36

=

T

A

RT

u $%$%$% ex3ex3

Estas equaes so baseadas em parmetros estruturais dos componentes puros,

ou seja, parmetros de volume (ri) e parmetros de rea (qi) do componente puro.

A expresso para G Ecombinatorialcontm duas variveis de composio ( i f (qi) e

i f (ri))e nenhum parmetro a ser ajustado. Ja expresso para GEresidual contm uma

varivel de composio ( i f(q i)) e dois parmetros binrios a serem ajustados (%$e

$%) que esto relacionados energia caracterstica da interao entre as molculas do

tipo i e j (u12e u21).

Em termos de coeficiente de atividade a equao UNIQUAC dada por:

lni= lni (comb) + lni (res) (9)

+

+

= $

$

%%$

%

%%

%

%% ln&lnln l

r

rlq

xcomb

(10)

=res%ln ++++ %$%$

%$

$%$%

$%%$$%$%% 7ln6

qq

(11)

+

+++

+

+

=

%$%$

%$

$%$%

$%

%$$%$%%$

$

%

%$

%

%

%

%

%

% 7ln6ln&lnln

qql

r

rlq

x

+

+

= %

%

$$%

$

$$

$

$$ ln&lnln l

r

rlq

xcomb

(13)

=res$ln

+

+

++$%$%

$%

%$%$

%$

$%%$%$$ 7ln6

qq

(14)

+

+

++

+

+

=

$%$%

$%

%$%$

%$

$%%$%$$%

%

$

$%

$

$

$

$

$

$ 7ln6ln&lnln

qql

r

rlq

x

Onde:

7%676& %%%% = rqrl

7

(8)

(12)

(15)

(16)


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7%676& $$$$ = rqrl

O modelo UNIQUAC aplicvel a uma ampla variedade de misturas lquidas

no-eletrolticas, contendo componentes polares, incluindo sistemas que apresentam

miscibilidade parcial. Apresenta flexibilidade e permite correlacionar a no-idealidade

de uma gama muito grande de misturas.

./5 E&uil%b'io l%&uido-l%&uido-6(o'

As curvas -inodais +ue reresentam o * +uando intercetam a curva dos

ontos -ola do *V >aD surgir o >enQmeno do e+uil,-rio li+uido#li+uido#vaor 6*V7'

*ste tio de sistema ossui % grau de li-erdade segundo a regra das >asesB com issoB ara

uma determinada ressoB a temeratura e as comosi)ases so

eseci>icadas'*m um diagrama temeratura versus comosi)oB os ontos +ue reresentam os

estados das tr?s >ases em e+uil,-rio esto em uma lina oriDontal a T 6temeratura

tri>:sica7' a >igura 3B os ontos CeDreresentam as duas >ases l,+uidas e o ontoE

reresenta a >ase vaor' *m temeraturas acima de TB o sistema ode ser comosto oraenas uma Snica >ase l,+uidaB duas >ases 6l,+uida e vaor7 ou uma Snica >ase vaorB o

+ue ir: deender da comosi)o glo-al do sistema' a regio B o sistema E comosto

um Snico l,+uidoB rico na esEcie $ na regioB ele E um Snico l,+uidoB rico na esEcie

%' a regio -VB l,+uido e vaor esto em e+uil,-rio' Os estados das >ases individuais

esto so-re a linaACe AE' a regio-Vtam-Em existem >ases l,+uida e vaor em

e+uil,-rioB descritas elas linas BD e BE' Por >imB na regio identi>icada or VB o

sistema descrito or uma Snica >ase vaor e a-aixo da TB o sistema E totalmente li+uido6regio do *7'

8

(17)


9/36

Fi3u' 5) 9iagrama Txy a resso constante ara um sistema -in:rio exi-indo *V'

4/ Ob7!#i6o$

*xecutar a modelagem do equilbrio lquido-lquido, atravs do modelo

UNIQUAC, em um sistema binrio entre gua destilada e etileno glicol monobutil ter,

estudando a solubilidade mtua em funo da temperatura, bem como realizar a anlise

de sensibilidade dos parmetros do modelo em questo,e avaliar o equilbrio lquido-

lquido-vapor pelo mesmo modelo.

5/ M!#odolo3i

5/. M#!'ii$

. @ureta de &0 m

. Cuorte universal

. Garra ara -ureta

. TermQmetro

. Pieta volumEtrica de $0 m

. Pera

.Rola

. *rlenmeyer de %$& m

. Placa de a+uecimento

. Agitador magnEtico'

9


10/36

5/4 R!3!0#!$

. *tileno glicol mono-util Eter 6*GM*7

. Ugua destilada

5/5 P'o!di*!0#o E8(!'i*!0#l

5/5/. E&uil%b'io l%&uido-l%&uido (ELL)

*m um erlenmeyer de %$& mB adicionou.se uma al,+uota de 80 m de :gua

destiladaB com aux,lio de ieta volumEtrica' Para >ormar a solu)o a ser estudadaB

adicionou.seB com uma -uretaB or)orme ta-ela a-aixo Tb!l .' Volumes utiliDados no exerimento'

A solu)o % >ormada 6& ml de *GM* e 80 m de :gua7 no erlenmeyerB

inicialmente l,midaB >oi tamada com uma rolaB +ue >icou levemente aoiada no -ocal

do >rascoB e >oi a+uecida com agita)o constante' A temeratura >oi controlada atravEs

de um termQmetroB estando o mesmo encaixado na rola'

o momento em +ue veri>icou.se o in,cio do turvamento da solu)oB registrou.

se a rimeira temeratura'

Vale ressaltar o cuidado com a taxa de a+uecimento utiliDadaB ara +ue o

aumento de temeratura no >osse to r:ido a onto de no se conseguir visualiDar o

in,cio do turvamento da solu)oB ou se!aB a >orma)o das >ases'

PosteriormenteB a mistura >oi retirada da laca de a+uecimentoB mantida so-

agita)o manualB atE +ue se tornasse l,mida novamenteB ou se!aB atE +ue uma Snica >ase

>osse >ormada' este ontoB registrou.se a segunda temeratura'

10

Volu*! #o#l d!EGME 9*L:

Volu*! d! ;3uD!$#ild 9*L:

Solu12o . & 80Solu12o 4 4 80Solu12o 5 %% 80Solu12o < %5 80Solu12o = $5 80

Solu12o > 88 80Solu12o ? &8 80


11/36

Nos casos em que as temperaturas obtidas no aquecimento e no resfriamento no

encontravam-se prximas, o experimento era refeito em taxas menores de aquecimento,

atque esta condio fosse atingida.

Reetiu.se o rocedimento descrito ara as outras = solu)oi necess:rio medir a

temeratura de a+uecimento de cada sistema no momento em +ue o mesmo >icou turvo

6Ttur-ideD7B o +ue indica a >orma)o de duas >asesB e no momento do res>riamentoB ou se!aB

+uando a solu)o >icou l,mida 6TlimideD7B indicando a >orma)o de uma >ase' *m

seguidaB >eD.se a mEdia entre essas temeraturas ara se o-ter a temeratura 6TmEdia7 com

a +ual se ir: tra-alar no decorrer do estudo 6Ta-ela $7'

Vale ressaltar +ue no >oi oss,vel o-ter as temeraturas do sistema comosto

or & m de *GM* e 80 m de :gua or+ue no o-servou.se a turva)o durante o

exerimento'

Tb!l 4)Temeraturas medidas durante o exerimento e temeratura mEdia'

11


12/36

Para se construir um gr:>ico da ra)o molar x Temeratura >oram realiDados

c:lculos com a massa esec,>ica e massa molar de cada comonente do sistemaB *GM*

6%7 e :gua 6$7B o-tendo.se os resultados na ta-ela a seguir

EGME)Massa esec,>ica 0B50%& g#m Massa molar %%4B%4 g#mol;3u)Massa esec,>ica 0B554$ g#m Massa molar %4B03 g#mol

Tb!l 5)Passo a asso ara o c:lculo das >ra)


13/36

0.0000 0.0500 0.1000 0.1500

40

45

50

55

60

65

70

f(x) = 509518.77x^4 - 224845.86x^3 + 35682.98x^2 - 2343.49x + 98.02

R = 0.98

Frao Molar EME !ol"#o$%al (Frao Molar EME)

Frao Molar EGME

Temperatura (C)

G',+io .)ra)o molar de *GM* versustemeratura com a!uste de 8X grau'6*xerimental . *7

Ao se o-servar o gr:>ico % nota.se +ue : uma temeratura consoluta in>erior

6T2(C7 a 88B4&X2B logo ara temeraturas menores +ue a T2(C tem.se uma Snica >ase

l,+uida ara +ual+uer comosi)o e ara temeraturas sueriores a T2(C : a

ossi-ilidade de existir o e+uil,-rio l,+uido.l,+uido deendendo da comosi)o' Para

situa)o em +uestoB no se o-serva a >orma)o de YilaZB ou se!aB a resen)a de uma

temeratura consoluta in>erior e suerior'

2om a e+ua)o de 8X grau o-tida realiDou.se a su-stitui)o dos valores das

temeraturas o-tendo.seB ara cada ontoB duas ra,Des reais +ue corresondem Ls

>ra)ases e K 6Ta-ela 87'

T 6X27 &05&%x8. $$848x3[ 3&=43x$. $383x [ 54B0$

Tb!l a e -eta 6*xerimental \ *7'

T!*(!'#u'

9@C:

8. 8.

W W=3B4 0B0%5&$ 0B%5%84

584B5 0B034=&4 0B%&&35

=

8&B$ 0B085= 0B04&&$

13


14/36

88B4& 0B0&%8=$ 0B04%555

84B3 0B03553 0B%8%5%

85B3 0B0343

0

0B%&4=

8

0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.2540

45

50

55

60

65

x1 e x1

Temperatura (C)

G',+io 4)ra)ases e K versustemeratura'6*xerimental . *7

Literatura

A artir dos dados exerimentais o-tidos ara as >ra)oi oss,vel realiDar uma comara)o desses dados com os da literatura

6](MB $00%7B como ode ser o-servado no gr:>ico 3' Vale ressaltarB +ue a literatura

estudada no aresentou diretamente as >ra)ra)oi oss,vel calcular as >ra)ase usando as

>"rmulas a seguir

14


15/36

w1

MM

1

(1w1

)MM

2

x1

=w

1

/MM1

w

1

MM

1

(1w1)

MM

2

x1

=w

1

/MM1

Fi3u' ornecida elo artigo com as >ra)


16/36

0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.2540

45

50

55

60

65

70

75

&%'ra'ra x*r%$#'al

x1 e x1

Temperatura (C)

G',+io 5) ra)ases e K versustemeratura'

6iteratura e *xerimental . *7'

Analisando.se o gr:>ico 3 o-serva.se +ue os ontos exerimentais no se

so-reato das temeraturas usadas na literatura

serem di>erentes das o-tidas exerimentalmente' PorEmB nota.se uma mesma disosi)o

na distri-ui)o dos ontos +ue tendem a >ormar uma ar:-ola em am-os os casosB

demonstrando +ue se alcan)ou um resultado exerimental satis>at"rio'

Modelagem

2on>orme !: mencionadoB o modelo escolido neste tra-alo >oi o /(1/A2B

atravEs do +ual >oi oss,vel calcular os coe>icientes de atividade 67 de cada comonente

tanto na >ase +uanto na >ase K' Para o desenvolvimento desse modelo ara o *

recisou.se dos ar;metros de volume 6ri7 e de :rea 6qi7 de cada comonente uroB +ue

>oram consultados na literatura 62H(AVO*.(HOB %5537' As energias caracter,sticas

de intera)o 6A%$ e A$%7 >oram avaliadas de acordo com o roosto na literatura 6](MB

$00%7 atravEs da e+ua)o a-aixo onde os dados ara o coe>iciente - _>oram retirados da

ta-ela 3 resente no artigo 6igura &7' Vale ressaltar +ue >oi realiDada uma corre)o no

sinal dos exoentes do coe>iciente -3B onde am-os assaram a ser negativos'

aij=b0+b1 T+b2T2+b3T

3

16

Ex*r%$#


17/36

Fi3u' =)Valores dos coe>icientes -_>ornecidos elo artigo'

Os resultados encontrados ara os ar;metros A%$e A$%encontram.se na ta-ela a

seguir assim como na >igura =B +ue aresenta dois gr:>icos relacionando esses

ar;metros com a temeratura'

Tb!l =)Valores ara A%$e A$% o-tidos com a!uda da literatura'

T!*(!'#u' 9@C: T!*(!'#u' 9: A.4 A4.

W W W=3B4 33=B5& .%08B854$ 384B58%%8

84B5 3$$B0& .%&3B$&&% 34$B880=%

8&B$ 3%4B3& .%4%B%38$3 80=B=$$

88B4& 3%4 .%48B3&50& 805B&5=5&

84B3 3$%B8& .%&B0=404 34&B=%5&$

85B3 3$$B8& .%&0B4&00 340B8=8=&

Fi3u' >) Par;metros A%$e A$% em >un)o da temeratura no *'

2om as temeraturas mEdiasB os ar;metros citados e as >ra)ases al>a e -eta >oi oss,vel tra)ar o gr:>ico exerimental do * utiliDando.se o

rograma C2(A@ 6Anexo (7'

17


18/36

A constru)o do gr:>ico * utiliDou as >"rmulas % . % aresentadas na

introdu)o deste tra-alo e as >"rmulasI VIB ara o c:lculo do >lasB seguindo.se o

rocedimento do diagrama de -locos demonstrado na >igura

2:lculo de ]i

i ii

i i

xK

x

= =

(I)

2:lculo de e d#d

F=izi(Ki1)

1+L(Ki1)=0(II)

dF

dL=

i

zi(Ki1)2

1+L(Ki1)2


19/36

E+'%$ar x1, x2 & $ 'o-a+ a+ fa++

/allar % *ara 'o-a+ a+ fa++ +a#-o o $'o-o /. /allar % o$ a ao (). :'r$%#ar F -F;-& o$ a+ a)ra)ases al>a e -eta 6Modelo \ *7

T!*(!'#u'

9@C:

8. 8.

W W=3B4 0B000=%$ 0B$&55484B5 0B0%0==4 0B%==3%$8&B$ 0B0%8%4$% 0B%3&88&5

88B4& 0B0%=8=& 0B%%85=384B3 0B0%0==4 0B%==3%$85B3 0B0%00$=& 0B%48%$

19


20/36

0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.340

45

50

55

60

65

x1 e x1

Temperatura (C)

G',+io ico +ue comara os resultados do modelo com

os exerimentais o-serva.se +ue os ontos se encontram mais r"ximos em rela)o ao

gr:>ico anterior uma veD +ue as temeraturas tra-aladas nestes casos >oram as mesmas'

20


21/36

oi oss,vel realiDar esses c:lculos uma veD +ue o

rocedimento comutacional rogramado no C2(A@ caminou ara uma solu)o

trivial'

oi medida ao ocorrer o surgimento da %` -ola e T$>oi a temeratura

medida no momento em +ue a e-uli)o cessou a"s o res>riamento'

Tb!l ?)Resultados exerimentais o-tidos ara a temeratura'

Volu*! +i0l d!EGME9*L:

;3u9*L:

T.9@C:

T49@C:

T*Bdi9@C:

&& 80 5&B& 5&B3 5&B8

2om o o-!etivo de realiDar uma reviso e a modelagem do e+uil,-rio *VB

>oram >eitos a!ustes nos ar;metros A%$e A$%' *sses ar;metros >oram o-tidos a artir do

mesmo artigo 6](MB $00%7 usado anteriormente ara a modelagem do *' Os valores

desses ar;metros >oram gerados a artir da >aixa de temeratura 6igura 87 citada na

literatura e atravEs da e+ua)o 6igura &7 tam-Em encontrada no artigo' 2om os

resultados ara A%$e A$%6Ta-ela 47 construiu.se um gr:>ico ara cada ar;metro e >eD.

se a aroxima)o ara uma retaB como o-serva.se na >igura 5'

Tb!l )Par;metros A%$e A$% calculados com as temeraturas do artigo'

21


22/36

Temp. (C) Temp. (K) A12 A21

50,03 323,18 -157,435265 377,1381749

51,04 324,19

-152,303081

6 373,0896803

51,77 324,92 -148,947684 370,5289285

52,97 326,12

-144,010810

9 366,9098521

53,99 327,14

-140,315068

2 364,336454

54,92 328,07

-137,290449

9 362,3291816

56,02 329,17-

134,0711549 360,2966178

56,98 330,13

-

131,5209789 358,7594341

57,99 331,14

-129,039198

3 357,3122859

59,95 333,1

-124,587945

5 354,746776

62,02 335,17-

119,9984297 351,9169235

63,86 337,01-

115,6019012 348,8272859

65,84 338,99-

110,1017829 344,4026485

67,85 341

-103,245428

6 338,223881

69,79 342,94

-94,9670250

7 330,1421089

Fi3u' ) Par;metros A%$e A$% em >un)o da temeratura no *V'

22


23/36

*m seguidaB utiliDando.se o rograma comutacional C2(A@B con>orme

mostrado no Anexo ((B >oram o-tidos os dados da ta-ela e do gr:>ico a seguir

Tb!l )2omara)o entre as >ra)ase l,+uida 6x%7 e vaor 6y%7

exerimentais do * e o modelo do *V'

T!*(!'#u'9@C:

8. 8. .

*xerimental 5&B8 0B03430

0B%&4=8 o determinado

Modelo 45B8 0B$=53%$4

0B$880%8 0B%&=$%3%

G',+io =)2omara)o dos resultados do * e do *V'

Ao imlementar os ar;metros na rotina de c:lculo com a >inalidade de se

encontrar a comosi)o em cada >ase no >oram o-tidos -ons resultados uma veD +ue os

valores calculados ara x% e x%K se encontram muito r"ximosB ou se!aB essa

aroxima)o indica a aar?ncia de uma solu)o trivial' 2om issoB conclui.se +ue os

ar;metros utiliDados no so indicados ara rever este e+uil,-rio'

23


24/36

oram extra,dos da literatura 62H(AVO*.(HOB %5537'

AlEm desses ar;metrosB necessitou.se das energias caracter,sticas de intera)o 6A%$ e

A$%7B +ue tam-Em >oram retiradas da literatura 6*C2O@*9O.AVARA9OB %5557'

PorEmB como a literatura consultada no >ornecia diretamente os valores dos ar;metros

A%$ e A$% e sim os ar;metros F/%$e F/$%B o c:lculo demonstrado a-aixo >oi realiDado

com o intuito de se encontrar os valores de A%$ e A$%a artir de F/%$e F/$%'AlEm dissoB

as temeraturas desses ar;metros estudadas no artigo no eram as mesmas usadas neste

tra-aloB com issoB >oi necess:rio realiDar um a!uste dos ar;metros' A ta-ela a seguir

aresenta os valores ara F/%$ e F/$% encontrados no artigo ara as temeraturas

3=3B%4] e 3%B%5]B assim como os valores calculados ara A%$ e A$%'A artir desses

dados os gr:>icos aresentados na >igura %0 >oram gerados o-tendo.se as retas e suas

e+ua)


25/36

Fi3u' .K) Par;metros A%$e A$% em >un)o da temeratura no *V'

A%$ 6T7 .0B&$4= T6]7 [ 8&0B&

A$% 6T7 0B838 T6]7 . %8=B3&

Para a reviso deste e+uil,-rio usou.se o c:lculo de @ola TB con>orme descrito

no diagrama de -locos da >igura %%B ara o sistema *GM*#UguaB atravEs da

rograma)o realiDada no C2(A@ 6Anexo (((7'

Equa!o de An"oine :Ti

#a"

=

$ i

Ai ln%&

i(I)

x'i

%j#a"

% i#a"/i

%j#a"=

%

T= $j

A j ln%j#a"&i(III)

(i=xi )i%i

#a"

'i%

(IV)

25


26/36

Fi3u' ..)9iagrama de -locos ara o c:lculo de @ola T'

Tb!l ..)ra)ases l,+uida e vaor ara o *V'

T!*(!'#u'

9@C:

8. .

=3B3 0B0343 0B0$=5

=/ Co0lu$!$

9urante este tra-alo Qde.se determinar os ar;metros do modelo /(1/A2B

artindo.se de dados exerimentais eB em seguidaB encontrar as comosi)ase no e+uil,-rio' *m >un)o dos resultados aresentados conclui.se +ue o

modelo /(1/A2 E e>icaD ara se calcular o coe>iciente de atividade e a artir deste e

de outros a!ustes rever valores de comosi)o ara o * e o *VB orEm no >oi

o-tido sucesso ara a modelagem do *V'

26

:'r$%#ar I!%+a'J.

/allar I"%J o$

E. (IV).

:'r$%#ar IK%J, I

) %J.

/allar !L+a'o$ E.

&r !, Ix%J, o#+'a#'+. E+*%ar

'o-o+ K%=1,0.

/allar IN%+a'J o$ a E. (I).

/allar N=O%x%N%+a'.

:'r$%#ar I!%+a'J, I ) %J. -#'%ar

a +*% L.

/allar !L+a'o$ a E. (II). /allar N

P%$$*r%$%r N, BN


27/36

AtravEs do estudo de uma literatura selecionada >oi oss,vel realiDar uma

comara)o entre os resultados o-tidos exerimentalmente ara o * e os o-tidos

atravEs do modeloB com os aresentados ela literatura em +uestoB o-servando.se

resultados satis>at"rios'

Vale ressaltar +ue melorias oderiam ser alcan)adas em alguns resultados e

gr:>icos encontrados atravEs de uma minimiDa)o dos erros exerimentaisB como or

exemloB melor viDualiDa)o das >asesB maior reciso na medi)o das temeraturasB

melor controle da taxa de a+uecimentoB entre outros'

>/ R!+!'0i$ iblio3',+i$

2H(AVO*.(HOB O' PRO/CTB P' RACM/CC*MB P' V(o'-Li&uid

E&uilib'i +o' Glol E#!' #!' S$#!*$' J 2em *ng . vol' 34B ' %$4.%3%B .5

*C2O@*9O.AVARA9OB G'' CA9*RB C'(' V(o'.Li&uid E&uilib'iu*

o+ To A&u!ou$ S$#!*$ ## E8ibi# Li&uid.Li&uid P$! S!('#io0/ J' 2em'

*ng'- vol' 88B '3%5.3$$B .

HA2]@ARTB 'M' E&uil%b'io L%&uido-L%&uido d! Si$#!*$ Co0#!0do

F!0ol- ;3u-Sol6!0#!) ob#!012o ! *od!l3!* #!'*odi0*i/%$0 ' 9isserta)o de

MestradoB Programa de P"s.Gradua)o em *ngenariaB Cetor de TecnologiaB

/niversidade ederal do Paran:B 2uriti-aB 4KK?/

](MB ]'' (MB ]'H' .Fi#$ o+ Sli03 0d UNIQUAC E&u#io0$ #o Li&uid .

Li&uid E&uilib'iu* 9LLE: P$! Co*(o$i#io0$ o+ #! i0' A*(i(il! 4-

u#o8!#0ol 9.: [ #!' 94: M!$u'!d b #! P$! Volu*! M!#od/!" C#em"

E$%" vol &' " 5=.53B 4KK.

P*CCOAB ''P' Aul / 9ison,vel em tt##

slidelayer'com'-r#slide#38$4$$#b' Acesso em 0$ a-r' 4K.=

27


28/36

Roteiro de aula da discilina de Termodin;mica *xerimental ara *ngenaria

1u,mica . 9eartamento de ,sico.1u,mica \ /*RJ'

CM(THB J'M VA *CC' I0#'odu12o T!'*odi0*i d E03!0'i

Qu%*i' *ditora T2B edB 4KK?/

AOB A'J' A(li12o d bo'd3!* di+!'!0il o ,lulo do !&uil%b'io

o$*#io !* $i$#!*$ d! *"l#i(lo$ $ol6!0#!$/ %%8 ' 9isserta)o de Mestrado \

*scola PolitEcnica B /niversidade de Co PauloB Co PauloB 4KK?/

?/ A0!8o$

?/. A0!8o I

**+++++++++C,C./ 0ARA . E /A1D. . 2.DE. 1I3AC+++++++++

**Como$e$4es5 6 - EG2BE 7 - A%u8

clcBclearexec6gama'sci7

**DAD./ DE E1TRADA

**Temer84ur8 T=3

TT[$3'%&

** Co$s48$4e $ivers8l 9e %8ses (!*mol K) R4'3%8

** Comosi:;o Glob8l

D%0'% D$0'5 DD% D$

** Cqui9o->qui9o

** Comosi:;o 98s ?8ses

x%al>a0'0%&&**c#u4es i$ici8is x%-eta0'%==3&

**Volume 2olecul8r rel84ivo r%&'&%

28


29/36

r$0'5$

**,re8 2olecul8r suer?ici8l rel84iv8 +%8'544

+$%'8

**E$er%i8s C8r8c4er>s4ic8s 9e I$4er8:;o Ai@ Combi$84ori8lA%%0A$$0

-.3=80&0B 3$=4'83B .5'5%B 0'0054383 8%%0%0B .300'3B %%'%%4B .0'0%%%35

**Tes4e x$al>a%.x%al>a

x$-eta%.x%-etaxal>ax%al>a x$al>a x-eta x%-eta x$-eta

gmal>a gama6xal>aB TB -7 gm-eta gama6x-etaB TB -7

dis6xal>a'gmal>aB x-eta'gm-eta7tol%%^iletol%b%e.4

**Ca%.x%al>ax$-eta%.x%-etaxal>ax%al>a x$al>a x-eta x%-etax$-eta

gmal>a gama6xal>aB TB -7 gm-eta gama6x-etaB TB -7

** C8lculo 9o ?l8s# ]6%7gmal>a6%7#gm-eta6%7 ]6$7gmal>a6$7#gm-eta6$7 0 0'&e%^ileeb%e.4

6D6%76]6%7.%77#6%[06]6%7.%77[6D6$76]6$7.%77#6%[06]6$7.%77 e a-s67

d .66D6%76]6%7.%7f$7#660]6%7.0[%7f$77.66D6$76]6$7.%7f$7#660]6$7.0[%7f$77 0 .6#d7 0 end

x%al>an D6%7#6%[06]6%7.%77x%-etanD6%7]6%7#6%[06]6%7.%77x$al>anD6$7#6%[06]6$7.%77x$-etanD6$7]6$7#6%[06]6$7.%77

tol%6a-s6x%al>a.x%al>an7[a-s6x%-eta.x%-etan77

29


30/36

x%al>a x%al>an x%-eta x%-etan x$al>a x$al>an x$-eta x$-etan

enddis6xal>aB x-etaB 07

un)unction3*gama68B TB b7

x% 86%7 x$ 86$7 @0 b6%B%7 @% b6%B$7 @$b6%B37 @3b6%B87 @0W b6$B%7 @%W b6$B$7 @$Wb6$B37 @3Wb6$B87

** C8lculo 9os As A%$ @0[6@%T7[6@$6Tf$77[6@36Tf377**(!*mol)

A$% @0W[6@%WT7[6@$W6Tf$77[6@3W6Tf377**(!*mol)

** 08rme4ros 9e i$4er8:;o 48li@

tal%%ex6.A%%#6T77** Como$e$4e 6 urotal$$ex6.A$$#6T77** Como$e$4e 7 urotal%$ex6.A%$#6T77** 2is4ur8 Bi$


31/36

gamaR%ex66.+%7log6Com%7[+%.6+%66teta%tal%%#Com%7[6teta$tal%$#Com$7777**08r4e Resi9u8l gamaR$ex66.+$7log6Com$7[+$.6+$66teta%tal$%#Com%7[6teta$tal$$#Com$7777

**08r4e Resi9u8l

gama%ex6log6gama2%7[log6gamaR%77 gama$ex6log6gama2$7[log6gamaR$77

gamagama% gama$ 3*gama

end>unction

?/4 A0!8o II

**+++++++++C,C./ 0ARA . EV /A1D. . 2.DE. 1I3AC++++++++

**Co$si9er8:es5 Como$e$4e 6 EG2E e Como$e$4e 7 ,%u8

**I1ICIAIAF.

**clccle8rexec6gam'sci7

**DAD./ DE E1TRADA

T05&'8[$3'%&** KP%0%'3$%'%00'&

** Co$s48$4e $ivers8l 9e %8sesR4'3%8**(!*mol K)

**08rme4ros 98s escies ur8s5volume rel84ivo (r) e s4ic8s 9e I$4er8:;o (Ai@)A%%0**(!*mol)A$$0**(!*mol)

ar .0'&$4=B 8&0'& 0'838B .%8='3&h

-.3=80&00'5555B 3$=4'83B .5'5%B 0'0054383 8%%0%0%'000%B .300'3B %%'%%4B.0'0%%%35

31


32/36

** A$4oi$e EG2E (0s8484m e TKelvi$) **A% 8'$=@% %&%%'82% .44'$

** A$4oi$e ,%u8 (0s84K08 e TCelsius) **A$ %='84@$ 344&'2$ $30'%

** Comosi:;o 98s ?8ses

x%al>a00'0%&&**c#u4es i$ici8is x%-eta00'%==3& y%00'$

**Comosi:es 98s ?8ses

x%al>a-etaBres>solve6x%al>a0x%-eta0y%0T0Blist6*VB-77

dis6x%al>a-eta687BTemeratura *V7

dis6x%al>a-eta6%7Bx% al>a7

dis6x%al>a-eta6$7Bx% -eta7

dis6x%al>a-eta637B2omosi)o do vaor6y%77

un)unction3*gama68B TB b7

**x6 H"HJJHL x7 6-x6Lx% 86%7 x$ 86$7

** BH b(66)L B6 b(67)L B7 b(6)L B b(6&)L** BHM b(76)L B6M b(77)L B7M b(7)L BM b(7&)L

** C8lculo 9os As

** A67 b(66) N b(67)+T N b(6)+TO7 N b(6&)+TO **(!*mol)** A76 b(76) N b(77)+T N b(7)+TO7 N b(7&)+TO **(!*mol)

A%$ 6$'4=8T.%0437A$%6.$'035%T[%033'$7

** C


33/36

** Ca66%7%.66%7xW-eta66$7%.66$7y% 6637y$ %.6637

T 6687gmWal>a gama6xWal>aB TB b7 gmW-eta gama6xW-etaB TB b7

33


34/36

P%sat %0%'3$&antoine6A%B @%B 2%B T7P$sat antoine6A$B @$B 2$B T.$3'%&7

L6%7xWal>a6%7gmWal>a6%7.xW-eta6%7gmW-eta6%7

L6$7xWal>a6$7gmWal>a6$7.xW-eta6$7gmW-eta6$7L637 xWal>a6%7gmWal>a6%7P%sat.y%PL687xWal>a6$7gmWal>a6$7P$sat.y$P

end>unction

?/5 A0!8o III

**+++++++++C,C./ 0ARA . EV /A1D. . 2.DE. 1I3AC+++++++++

**Co$si9er8:es5 Como$e$4e 6 EG2E e Como$e$4e 7 ,%u8

**I1ICIAIAF.

**clccle8r

exec6gama$'sci7

**D89os 9e e$4r898P%0%'3$&**K08

** Co$s48$4e $ivers8l 9e %8sesR4'3%8**(!*mol K)

**08rme4ros 98s escies ur8s5volume rel84ivo (r) e s4ic8s 9e I$4er8:;o (Ai@)

A%%0**(!*mol)A$$0**(!*mol)

ar .0'&$4=B 8&0'& 0'838B .%8='3&htol 0'00%

** A$4oi$e EG2E (0s8484m e TKelvi$)A% 8'$=@% %&%%'82% .44'$

** A$4oi$e ,%u8 (0s84K08 e TCelsius)A$ %='4@$ 344&'

34


35/36

2$ $3%

** Bol#8 Tx% 0'03430 x$ %.x%

T%sat 66@%#6A%.log6P777.2%7.$3'%& T$sat 66@$#6A$.log6P777.2$7 Tm 66x%T%sat7[6x$T$sat77

tol%%^iletol%b%e.4

P%sat %0%'3$&6ex6A%.6@%#62%[6Tm[$3'%&77777 P$sat 6ex6A$.6@$#62$[Tm7777al>aP$sat#P%sat gmgama6x%Bx$BTm[$3'%&B ar7

P$satW P#6x%gm6%7al>a[x$gm6$77T66@$#6A$.log6P$satW777.2$7

tol%6a-s6T.Tm77

TmTy% %.66x$gm6$7P$sat7#P7end

un)


36/36

tal$$%

tal%$ex6.A%$#6T77tal$%ex6.A$%#6T77

%&6r%.+%7.6r%.%7$&6r$.+$7.6r$.%7

**Cunction

>unctionPantoine6A$B B CB T7Pex6A$.6#6T[C777end>unction

Documents

Relatório Solubilidade Mútua