Experimento e modelagem do equilíbrio líquido-vapor da solução água + 1-propanol à pressão atmosférica

O equilíbrio líquido-vapor (ELV) é essencial para o projeto e a otimização de processos de separação por destilação, especialmente em sistemas que apresentam azeotropismo, como a solução formada por água + 1-propanol. Embora existam dados de ELV desse sistema reportados na literatura à pressão atmosférica padrão (101,3 kPa), ainda são escassos os dados experimentais obtidos sob outras condições de pressão. Assim, este estudo teve como objetivo determinar experimentalmente os dados de ELV dessa mistura binária a 95,5 kPa, correlacionando-os com modelos termodinâmicos para caracterizar o comportamento azeotrópico do sistema. Os experimentos foram realizados em um ebuliômetro do tipo Othmer modificado, utilizando soluções preparadas com água ultrapura e 1-propanol. As amostras das fases em equilíbrio foram coletadas após 90 minutos de recirculação da fase vapor, o que garantiu condições estacionárias. As composições foram determinadas por meio de curvas de calibração baseadas em medições de densidade e índice de refração a 293,15 K, utilizando um densímetro digital (Anton Paar, DMA 1001) e um refratômetro digital (Atago, RX-5000i). Os dados experimentais foram correlacionados aos modelos termodinâmicos Wilson e NRTL, utilizando o método de bolha T para o cálculo da composição da fase vapor e da temperatura de equilíbrio. O modelo Wilson apresentou desvio absoluto médio de 0,0080 para a composição da fase vapor, enquanto o modelo NRTL apresentou melhor desempenho, com desvio absoluto médio de 0,0043, evidenciando sua maior capacidade de representar interações não ideais em sistemas polares, como água + 1-propanol. Gráficos x–y e T–x–y confirmaram a presença de um azeótropo, identificado experimentalmente com fração molar de água de 56,52%. Os resultados demonstram a confiabilidade do procedimento experimental adotado e fornecem dados relevantes para a representação termodinâmica do ELV do sistema água + 1-propanol a 95,5 kPa.