Prctica 4 O_o.docx

Bentez Reyes Sandra AnglicaCarrasco Ibarra AlfredoFlorido Ortega Sara Maetzin MargaritaJarqun Manuel OmarEyC Mircoles 8:00-11:00EQUILIBRIO ENTRE FASES CONSTRUCCIN DEL DIAGRAMA DE FASES DEL CICLOHEXANO.

1.OBJETIVO GENERALInterpretar el diagrama de fases de una sustancia pura, construido a partir de datos de presin y temperatura obtenidos a travs de diferentes mtodos.

2. OBJETIVOS PARTICULARESa.Comprender la informacin que proporcionan la regla de fases de Gibbs y la ecuacin de Clausius-Clapeyron.b. Distinguir los equilibrios entre las diferentes fases (slido, lquido, vapor)c. Deducir las propiedades termodinmicas involucradas en la transicin de fases.

3.PROBLEMAConstruir el diagrama de fases del ciclohexano a partir de datos obtenidos obtenidos en la literatura, experimentales y calculados.

A1. REACTIVOS Y MATERIALES

CiclohexanoHielo

Punto triple:1 Manmetro de mercurio1 Bomba de vaco con trampa1 Termmetro de mercurio de -1 a 101 C1 Matraz de bola de 1L con tapn trihoradado2 Trampas de vapor2 Cubetas de plstico para introducir las trampas de vapor3 Soportes universal con pinza1 Manguera de latex1 Charola de plstico de 30cm x 20cm x 15cmEquilibrio lquido-vapor:1 Sistema de destilacin fraccionada o simpleEquilibrio slido-lquido:1 Tubo de ensaye de 12 x 150 mm (15 ml)1 Termmetro digital de -10 a 100C1 Vaso de Berzelius

A2. METODOLOGA EMPLEADA

A3. DATOS, CLCULOS Y RESULTADOS1. Completar la Tabla 1 con los datos experimentales, reportados y calculados.

EquilibrioProcesoP (mmHg)T (C)T (K)

Datos experimentalesS-LPunto de fusin580.54776.2279.35

L-VPunto de ebullicin580.547770343.15

S-L-VPunto triple406.4279.55

Datos tericosS-L(Hf = 2662.6 Jmol-1)

Punto defusin normal7607280.15

L-V(Hv = 33001.3 Jmol-1)Punto deebullicinnormal76081354.15

Condicionescrticas30552280.2553.35

Datos calculadosL-V(Hv = 31341.53J mol-1)Evaporacin57569.7342.861

56569.1342.334

S-V(Hsub = 35363.9J mol-1)Sublimacin35 3.9277.108

301.1274.342

2. Algoritmo de clculoa. Calcular la temperatura () en un punto de equilibrio L-V cercano a la temperatura de ebullicin normal.

Tomando a la

Tomando a la

b. Calcular la temperatura () en un punto de equilibrio L-V cercano a la temperatura de ebullicin obtenida a la presin atmosfrica del lugar de trabajo.

Tomando a la

Tomando a la

c. Calcular la temperatura () en un punto de equilibrio S-V.

Tomando a la

Tomando a la

Ejemplo de clculo para S-L Tomando a la

Tomando a la

d. Calcular la entalpa de vaporizacin.

TABLA 2. Ordenar los datos de la tabla 1 en orden decreciente de presin.

L-VS-LS-V

P(mm Hg)T(K)P(mm Hg)T(K)P(mm Hg)T(K)

760354.15760280.1535277.1083

740353.2980740267.148630274.3421

720352.4269720254.7506

580.5477343.15580.5477279.35

575342.8615

565342.3357

A4.ELABORACIN DE GRFICOS1. Trazar el diagrama de fases presin (mm Hg) en funcin de temperatura (K) para el ciclohexano con los datos registrados en la tabla 2.

A5. ANLISIS DE RESULTADOS1. Calcular el nmero de grados de libertad en el diagrama de fases del ciclohexano indicados en la tabla 3 y explicar su significado.

Fases (F)Grado de libertad (L)Significado

rea11-1+2=2se puede escoger la presin y la temperatura para encontrar el punto deseado

Sobre la lnea21-2+2=1solo se puede escoger la presin o la temperatura para encontrar el punto

Punto triple 31-3+2=0este es nico para cada sustancia, as que la presin y la temperatura seran unicos.

4. CONCLUSIONES

Se pudo observar el equilibrio entre las tres fases, al que se le conoce como punto triple, y las variables termodinmicas que estn relacionadas con este que son la temperatura y presin.

Un diagrama de fases nos ofrece informacin relevante sobre el estado de una substancia y los equilibrios fsicos que tiene a cierta temperatura y presin. Los datos obtenidos experimentalmente se usan junto con los tericos en la construccin de este diagrama, pues normalmente cambian dependiendo el lugar, con una diferente presin.

Con los datos experimentales y los obtenidos en tablas (entalpas de fusin y vaporizacin), se determinaron los puntos P, T en las curvas de coexistencia del diagrama de fases aplicando las ecuaciones de Clapeyron y la de Clausius-Clapeyron.

La ecuacin de clausius-clapeyron nos permite, sabiendo los valores de entalpa, construir el diagrama de fases asignando valores de presin y temperatura para graficar. Los datos obtenidos experimentalmente tambin se usarn junto a los tericos en la construccin de este diagrama, pues normalmente se presentan, dependiendo el lugar, con una diferente presin.

Lo que aprend:

Bentez Reyes SandraAprend cmo las tcnicas de determinacin de punto de fusin, punto de ebullicin y punto triple son tiles para la construccin de diagramas de fases, adems de cmo se puede relacionar y complementar esta informacin con las ecuaciones de Clapeyron (para lquido-slido) y de Clausius-Clapeyron (para lquido-vapor y slido-lquido). Lo que me pareci difcil fue la construccin del grfico a partir de los puntos calculados y obtenidos experimentalmente.

Jarqun Manuel OmarAprend que cada sustancia posee un diagrama de fases distinto puesto que tendrn puntos de fusin, de ebullicin, tiple y crticos distintos entre si, el diagrama nos brinda informacin sobre el comportamiento de las sustancias a diferentes temperaturas y presiones, si bien tambin aprend que con conocer algunos puntos por medio de experimentacin (especialmente punto crtico y triple) se puede armar el diagrama de fase, por medio de las ecuaciones de Clapeyron y Clausius-Clapeyron, las cuales sirven para los equilibrios entre fase.

Carrasco Ibarra AlfredoAprend como se puede realizar un diagrama de fases, principalmente que usos se le puede dar a esta herramienta, que instrumentos se utilizan en el laboratorio para poder obtener los datos. Saber que la ecuacin de Clapeyron es para la fusin, la de Clausius-Clapeyron para la evaporacin y sublimacin; obtener el cambio de entalpa con el uso de estas dos ecuaciones. Observar el punto triple de una sustancia y saber que si es posible, pero a cierta presin y temperatura.

Florido Ortega Sara Maetzin Margarita.La construccin de un diagrama de fases para una sustancia requiere del conocimiento de diferentes puntos especficos, los cules se pueden determinar mediante diferentes tcnicas, como, la destilacin simple (temperatura de ebullicin), bomba de vaco con trampa (punto triple); es importante conocer la presin atmosfrica del lugar en donde se esta llevando a cabo el experimento para poder determinar la presin en el punto triple. Aprend a distinguir cundo usar la ecuacin de Clapeyron y la de Clausius Clapeyron conociendo el valor de las entalpas ya sean de vaporizacin, fusin, sublimacin, etc.