Problema 3D39

Quando a fração molar dessa espécie é zero, a temperatura de ebulição é $\pu{100 \degree C}$, temperatura de ebulição da água. Assim, eixo das abscissas representa a fração molar de dioxano.

No ponto de azeótropo a composição do vapor é a mesma do líquido em ebulição. O diagrama de fases possui um azeótropo quando a fração molar de dioxano é $\pu{80}\%$ (e a fração molar de água é $\pu{20}\%$) com temperatura de ebulição mínima ($\pu{80 \degree C}$).

A mistura de água e dioxano provoca a diminuição da temperatura de ebulição, caracterizada pelo azeótropo de mínimo. Assim, o par água e dioxano apresenta desvio positivo da lei de Raoult e o processo de mistura ocorre com absorção de energia.

Em uma mistura equimolar, $x_{\ce{H2O}} = x_\mathrm{dioxano} = \pu{0,5}$. $$P_\mathrm{vap, ideal} = x_{\ce{H2O}} P_{\ce{H2O}}^\star + x_\mathrm{dioxano} P_\mathrm{dioxano}^\star = (\pu{0,5}) \times (\pu{20 Torr}) + (\pu{0,5}) \times (\pu{30 Torr}) = \boxed{ \pu{25 Torr} }$$ Como a mistura apresenta desvio positivo da lei de Raoult, a pressão de vapor total deve ser maior do que a prevista pela lei de Raoult, isto é, deve ser maior que $\pu{25 Torr}$.

Quando uma mistura contendo $\pu{80}\%$ de água e $\pu{20}\%$ de dioxano em base molar em $\pu{70 \degree C}$ é aquecida até $\pu{90 \degree C}$ ela entra em ebulição, possibilitando a marcação do ponto $A$ que representa o líquido $\alpha$.

O ponto $B$ representa o vapor $\beta$ gerado pela vaporização do líquido $\alpha$. Quando o vapor $\beta$ é condensado o líquido resultante tem $\pu{60}\%$ de dioxano (e $\pu{40}\%$ de água) em base molar.