Volatilidade

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Em ciências como a quimica e fisíca, o termo volatilidade se refere a uma grandeza que está relacionada à facilidade da substância de passar do estado líquido ao estado de vapor ou gasoso. Essa facilidade depende do referencial; por isso, a volatilidade é sempre relativa: leva em conta duas substâncias, sendo uma delas a substância, digamos, "referencial".

A volatilidade relativa entre uma substância A e uma substância B é definida da seguinte forma:

\alpha_{AB} = {y_{Ae}/x_{Ae} \over y_{Be}/x_{Be} }  [1]

Onde:

αAB volatilidade relativa entre A e B
yAe,yBe frações molares de A e B, respectivamente, na fase vapor em equilíbrio com a fase líquida
xAe,xBe frações molares de A e B, respectivamente, na fase líquida em equilíbrio com a fase vapor

Volatilidade relativa abaixo de um AB < 1) indica que B é mais volátil que A; caso contrário, se a volatilidade relativa é maior que um AB > 1), A é mais volátil que B.

Caso a fase líquida seja uma mistura ideal, pode-se admitir a lei de Raoult como válida:

p_A = P_A^{sat} x_A   [2]
p_B = P_B^{sat} x_B   [3]

Onde:

pA, pB pressões parciais de A e B, respectivamente
PAsat,PBsat pressões de vapor de A e B, respectivamente
xA,xB frações molares de A e B, respectivamente, na fase líquida

Se a fase vapor for um gás ideal, vale a lei de Dalton:

y_A = {p_A \over P}  [4]
y_B = {p_B \over P}  [5]

Onde:

yA, yB frações molares de A e B, respectivamente, na fase vapor
P pressão total do sistema

Substituindo [2] em [4] e [3] em [5], ficamos com:

y_A = { P_A^{sat} x_A \over P}
y_B = { P_B^{sat} x_B \over P}

Substituindo as duas equações anteriores em [1], obtemos:

\alpha_{AB} = {P_A^{sat} \over P_B^{sat}}

Ou seja, em casos de equilíbrio líquido-vapor "totalmente ideais", a volatilidade relativa entre duas substâncias em uma mistura é uma simples relação de pressões de vapor.

Embora a pressão de vapor seja fortemente dependente da temperatura, a razão entre pressões de vapor é muito menos dependente da temperatura, o que faz da volatilidade relativa um bom candidato para os cálculos de equilíbrio líquido-vapor em processos de purificação contínua por destilação.