¿La velocidad de evaporación de 50 ml de etanol y 50 ml de agua cuando se mide por separado sería diferente a la velocidad de evaporación si los dos líquidos se mezclaran (suponiendo que los líquidos separados estén expuestos a un área de superficie total igual a la de la mezcla)?

Sí, ciertamente lo haría.

En una primera aproximación, probablemente asumirías que la evaporación de cada uno ocurriría a la velocidad de evaporación del compuesto puro, multiplicado por el porcentaje de ese compuesto en la mezcla. Entonces, una mezcla 50-50 tendría etanol evaporando a la mitad de su velocidad normal, y agua evaporando a la mitad de su velocidad normal. Ahora, dado que el etanol se evapora más rápido que el agua, los porcentajes cambiarían constantemente, lo que significaría que las tasas cambiarían constantemente, pero podría crear una ecuación que explicara eso.

El problema es que cuando mezclas dos compuestos, las moléculas interactúan de formas complicadas que afectan las tasas de evaporación. En una mezcla de 50-50, la estimación simple generalmente es bastante cercana, pero no exacta. Si llega a una mezcla unilateral, como 90-10, la realidad se desvía más y más de ese ideal, y la única forma de determinar realmente las tasas de evaporación es experimentalmente.

Si. Su pregunta no especifica la temperatura o la presión, pero probablemente sea seguro decir que el etanol se evaporará más rápido que la mezcla, que se evaporará más rápido que el agua pura.

En cuanto a la mezcla, a medida que se evapora, el agua saldrá mucho más lentamente que el etanol. Lo que significa que a medida que pasa el tiempo, la solución se acerca más y más al agua pura. Y, como tal, la velocidad de evaporación también disminuirá.

¡Buena pregunta!

Mi respuesta es sí (1) porque la evaporación del agua se realiza independientemente de la evaporación del etanol y (2) porque los dos son miscibles y se mezclan en cantidades iguales para que cada uno ocupe la mitad de la superficie doble.

Depende de la concentración de etanol en el agua. Por encima de una concentración específica tiene el efecto azeotrópico: la solución se comporta como un componente mono puro hecho de agua.
Más detalles: azeótropo

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