INTRODUÇÃO:

O diagrama ao lado é o que representa o equilíbrio dos sistemas constituidos por duas substâncias líquidas (A e B) que sejam parcialmente miscíveis entre si. Na região I do diagrama a misturação das duas substâncias resulta em duas soluções, ambas contendo A e B, denominadas de soluções conjugadas (o sistema S, por exemplo, assinalado no diagrama e cuja composição é a do ponto C, constitui-se da solução conjugada αααα e da conjugada ββββ. Já na região II as duas substâncias produzem, quando misturadas, uma única solução líquida.

O objetivo desta experiência é construir o diagrama de equilíbrio, pela determinação dos pontos da curva que separa a região I e II, denominada de curva binodal. O procedimento para determinar as coordenadas desses pontos terá como base o seguinte: na região I, em virtude do sistema ser constituido de duas fases, as misturas de A e B tornam-se opacas quando são agitadas; já na região II qualquer sistema de A e B, por ser monofásico, apresenta-se sempre homogêneo e translúcido, mesmo sob agitação. Assim serão determinadas as temperaturas de homogeneização de misturas de A e B, de composição conhecida, usando-se a mudança de aparência do sistema (de opaco a transparente) ao passar, mediante aquecimento, da região I para a região II. (Observe no diagrama a reta SF. Ela representa o aquecimento do sistema de composição C: a temperatura de homogeneização deste distema é a do ponto H).

MATERIAIS

1) 01 becher de 600 mL

2) 02 bechers de 50 mL

3) 02 buretas de 25 mL

4) 01 tubo de ensaio

5) 01 camisa de vidro

DETERMINAÇÃO DO DIAGRAMA DE EQUILÍBRIO

DAS MISTURAS LÍQUIDAS DE ÁGUA E FENOL

6) 01suporte para o tubo de ensaio

7) 01 funil pequeno

8) 01 frasco para rejeito

9) 02 termômetros

10) 01 magneto pequeno

11) 01 placa de aquecimento com agitador magnético

12) 01 solução saturada de fenol

13) água destilada

PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL:

Os sistemas a serem estudados serão aqueles formados por água e fenol e serão preparados a partir de solução aquosa saturada em fenol e de água pura.

O dispositivo de medida das temperaturas de homogeneização é composto de um banho de água, contido em um bécher e aquecido por uma placa de aquecimento, dois tubos de ensaio de diâmetro desiguais, agitador magnético e termômetro. As misturas de água e fenol serão colocadas no tubo de ensaio de menor diâmetro que, por sua vez, será introduzido no tubo maior, deixando entre eles uma camada de ar, com a finalidade de regularizar e controlar o aquecimento.

Atenção!!!...l Fenol é substância cáustica que pode causar queimaduras. Ao manipulá-lo use luvas de borracha o éculos de proteção. Se, mesmo com toda precaução, houver contato da substância com a pele, solicite ao professor um unguento neutralizande.

1) Aqueça o banho de água (o bécher deve ser cheio a cerca de dois terços de sua capacidade e não se deve permitir que a temperatura ultrapasse os 800C;

2) Transfira para um pequeno bécher um pouco de solução saturada de fenol e encha a bureta menor com esta solução. (o bécher e a bureta devem estar limpos e secos);

3) Coloque no tubo de ensaio de menor diâmetro (limpo e seco) 3,0ml da solução saturada. Meça e anote a temperatura da solução saturada e retorne o que dela sobrar ao frasco de origem, que deve ser mantido bem fechado;

4) Aos três mililitros de solução saturada acrescente, mediante uma bureta, 1,5ml de água destilada. Nesta primeira mistura de água e fenol introduza o “peixinho” imantado e adapte o termômetro ao tubo de ensaio.

Cuide para que o bulbo do termômetro fique pelo menos parcialmente imerso no sistema líquido, sem que impeça o movimento do agitador magnético. Por fim, complete a montagem do conjunto de aquecimento;

5) Ligue o agitador e observe o aspecto opaco do sistema. Acompanhe a evolução do aquecimento e anote a temperatura em que o sistema ficar límpido e transparente. (Se a determinação ficar duvidosa ou imprecisa, fácil é repetí-la: basta destacar o tubo interno, resfriá-lo em água fria, contida em outro bécher, e repetir o aquecimento);

6) Confirmada a temperatura de homogeneização da primeira mistura de água e fenol, prepare a seguinte acrescentando mais água à anterior e determine, pelo mesmo procedimento, a temperatura de homogeneização. As quantidades totais de solução saturada e água em cada sistema são as da tabela seguinte:

SISTEMA (n0) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

SOL. SAT. (mL) 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0

ÁGUA (mL) 1,5 2,0 2,5 3,0 4,0 5,0 6,0 8,0 11,0 15,0 21,0 26,0

7) Por adição de água a cada sistema já estudado prepare o sistema seguinte e determine todas as temperaturas de homogeneização.

CÁLCULOS E RELATÓRIOS:

A massa de água adicionada a cada sistema pode ser tomada igual ao respectivo volume adicionado. A massa de fenol é constante em todos eles e pode ser determinada da seguinte forma: transforme o volume medido de solução saturada (3,0ml) em massa mediante a massa específica (1,06 g/ml),

m = ρρρρV = 1,06 x 3,0 = 3,18g.

A partir da temperatura da solução saturada, leia na carta de solubilidade em anexo a solubilidade S do fenol em água.

S = ................g de fenol/100g de solução

e encontre a massa usada de fenol pela segiunte conta:

mfenol = 3,18 x (S/100) = .................g.

Com a massa total e a de fenol determine a percentagem ponderal de fenol em cada sistema. Anote os resultados num quadro cujo modelo é o seguinte:

Tabela

Sistema (N0)

Massa Total (g)

Massa de Fenol (g)

% de Fenol (ponderal)

T.de Homog- (0C)

1 4,68

2 5,18

3 5,68

4 6,18

5 7,18

6 8,18

7 9,18

8 11,18

9 14,18

10 18,18

11 24,18

12 29,18

Lance em um gráfico as temperaturas de homogenização “versus” a percentagem ponderal de fenol e trace a melhor curva binodal.