Manual de Sobrevivência no Laboratório de Química Orgânica: Guia de Técnicas para o Aluno
Uma Dica de Dalton
Então, você monta uma destilação fracionada e começa a aquecer a mistura líquida. Daí a pouco, ela ferve. E o que isso significa? A pressão de vapor da solução (não apenas de um componente) agora é igual à pressão atmosférica, 760 torr. (Temos muita sorte que a terra do livro-texto tenha tantos dias na pressão-padrão.) Cada componente exerce sua própria pressão de vapor, e quando a pressão total chega a 760 torr, a solução ferve.
P = P + P total AB
Essa é a lei das pressões parciais de Dalton. A pressão total do conjunto é igual à soma de seus esforços individuais. Aqui, A poderia ser o álcool isopropílico e B, o álcool isobutílico (não importa), mas P tem que total
ser a pressão atmosférica, P . Assim, uma versão especial da lei de atm
pressões parciais de Dalton para uso em destilação fracionada será
P = P + P atm AB
Leis de Dalton e de Raoult
Se fosse só isso, estaríamos falando da “Classe 4: Destilação por arraste a vapor” e correlatos, onde os componentes não são solúveis, e poderíamos parar. Aqui, os dois são solúveis um no outro. As pressões de vapor individuais de cada componente (P A, PB) dependem não somente da temperatura, mas também de sua fração molar.
Realmente, faz sentido. Moléculas escapam da solução durante a ebulição, e se os dois líquidos se dissolvem perfeitamente um no outro, quanto mais moléculas (mols) de um componente você tem, mais a solução se comporta como aquele componente, até conseguir ser o mesmo que um líquido de componente único. Essa é a Lei de Raoult
em que
P é a pressão de vapor de A da mistura A
X é a fração molar do líquido A A
é a pressão de vapor do líquido puro A
Se trocarmos os As por Bs, você ainda consegue me acompanhar? É a mesma coisa, só que agora com o líquido B. Se combinarmos o caso especial da Lei de Dalton com a Lei de Raoult, obtemos
Olhe isso. Se não há QUALQUER B, então a fração de A é 1, e o líquido puro A ferve quando sua pressão de vapor se iguala à pressão atmosférica. Eu não disse? De forma semelhante, para B sem A, a fração molar de B é 1, e ele também ferve quando sua pressão de vapor se iguala à pressão atmosférica.
Nesse ponto, normalmente lhe fornecem o diagrama de temperatura
em função da fração molar para dois líquidos miscíveis (Fig. 34.2), e lhe dizem que é uma consequência da Lei de Raoult. Bem, sim. Mas não diretamente. A Lei de Raoult é uma relação de pressão, não de temperatura, em função da fração molar, e essa lei é quase uma reta. Você não precisa ser tão esperto para ver que lhe foi apresentado um diagrama de temperatura em função da fração molar, há duas curvas (não uma), e nenhuma delas é muito parecida com uma reta.