Calculadora da equação de Antoine

Como usar a calculadora

1. Escolha em Calcular: "Pressão de vapor (a partir da temperatura)" ou "Temperatura (a partir da pressão)". O campo de entrada correspondente aparece automaticamente.
2. Digite a Temperatura (T) e sua unidade (°C ou K), ou a Pressão de vapor (P), se você estiver calculando a temperatura de ebulição. Um valor em kelvin é convertido para °C automaticamente.
3. Selecione a Unidade de pressão dos coeficientes — é a unidade para a qual seus valores de A, B e C foram tabelados (por exemplo, mmHg na maioria das tabelas de água), e não a unidade em que você quer a resposta. O resultado também é convertido para kPa, atm, bar e psi.
4. Informe os coeficientes A, B e C de uma fonte confiável, como o NIST Chemistry WebBook.
5. Se quiser, preencha o Limite inferior e o Limite superior de validade do conjunto de coeficientes. A calculadora avisa se a temperatura sair dessa faixa, fora da qual a equação passa a ser uma extrapolação pouco confiável.
6. Leia o resultado de Pressão de vapor ou Temperatura de saturação, junto com o cálculo detalhado passo a passo.

O que é a equação de Antoine?

A equação de Antoine é a correlação simples mais usada para a pressão de vapor de líquidos puros. Ela relaciona a pressão de vapor saturado com a temperatura por meio de três coeficientes empíricos ajustados a dados experimentais. Como a pressão de vapor cresce de forma acentuada e não linear com a temperatura, a equação usa o recíproco de \(C + T\) para capturar a curvatura característica da curva de pressão de vapor — um ajuste muito melhor do que uma reta, mas ainda fácil de inverter manualmente.

Pressão de vapor é a pressão exercida por um vapor em equilíbrio com seu líquido a uma dada temperatura. Ela importa sempre que um líquido evapora em um espaço fechado: um líquido ferve quando sua pressão de vapor se iguala à pressão externa, e a pressão de vapor também determina as taxas de evaporação, a destilação, a secagem e o comportamento dos vapores de combustíveis. Por isso a equação de Antoine aparece em toda a engenharia química, na termodinâmica e no trabalho de laboratório.

A forma invertida é igualmente útil. Igualando \(P\) à pressão externa, obtém-se a temperatura de ebulição sob essa pressão — por exemplo, o ponto de ebulição da água no alto de uma montanha, ou a temperatura de refluxo de um solvente sob pressão reduzida em um evaporador rotativo. Químicos também usam pressões de vapor para prever como componentes voláteis se distribuem entre as fases líquida e de vapor, base da Lei de Raoult para misturas e do projeto de colunas de destilação.

Note que os coeficientes não são constantes universais. Cada substância tem seus próprios A, B e C, e eles só são válidos para a unidade de pressão, a unidade de temperatura e a faixa de temperatura indicadas na fonte. Misturar unidades — por exemplo, usar coeficientes tabelados para mmHg com uma pressão em kPa — é o erro mais comum e pode deslocar o resultado em várias ordens de grandeza.

Premissas, limitações e dicas práticas

• Apenas compostos puros. A equação descreve uma única substância em equilíbrio líquido–vapor. Para misturas, combine as pressões de vapor dos componentes puros com um modelo de coeficiente de atividade, como a Lei de Raoult.
• Faixa de temperatura limitada. Os coeficientes de Antoine são ajustados tipicamente ao longo de algumas dezenas de graus (o conjunto para a água usado aqui vale de 1 °C a 100 °C). Fora dessa faixa a equação é uma extrapolação e pode errar bastante, especialmente perto do ponto crítico, onde o comportamento da pressão de vapor segue outra física. Informe sempre os limites de validade, se você os conhecer.
• A consistência de unidades é crítica. A não é adimensional em sentido físico — ele absorve a unidade de pressão. Um conjunto tabelado para mmHg não pode ser usado com pressões em kPa sem um novo ajuste. Valores típicos de A estão entre 8 e 9 para conjuntos em mmHg e entre 5 e 7 para conjuntos em kPa ou bar.
• A temperatura quase sempre está em °C. O coeficiente C (tipicamente entre 230 e 280) já contém o deslocamento do zero absoluto nas tabelas em Celsius. Se sua fonte tabelar T em kelvin, o C estará próximo de zero — confira antes de digitar os valores.
• Precisão. Dentro da faixa válida, a equação de Antoine normalmente reproduz pressões de vapor experimentais com erro de poucos por cento, o que é suficiente para a maioria das estimativas de engenharia e laboratório. Para maior precisão ou faixas amplas de temperatura, use as equações de Wagner ou de Cox, ou a equação de van 't Hoff integrada, quando você tiver dados de entalpia de vaporização.
• Cálculos relacionados na fase gasosa. Conhecida a pressão de vapor, você pode estimar propriedades do vapor resultante — por exemplo, sua densidade nas condições dadas com a Calculadora de densidade de gases, ou as velocidades moleculares típicas com a Calculadora de velocidade molecular de um gás.