p3_termo3_completa

INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA QUIMICA E INDUSTRIAS EXTRACTIVAS

LABORATORIO DE TERMODINAMICA DEL EQUILIBRIO DE FASES

PRACTICA 3

“EQUILIBRIO LIQUIDO-VAPOR DE UN SISTEMA QUE OBEDECE LA LEY DE RAOULT”

PROFESOR (A):

ING. GABRIELA ESTRADA SANCHEZ

EQUIPO # 1

INTEGRANTES:

CUAHTLAPANTZI CUAHUTEPITZI MARICELAENRIQUEZ VELAZQUEZ YINAN ELIZABETH

PINEDA SANCHEZ MIGUEL ANGEL

GRUPO:2IV44

FECHA DE ENTREGA: 3 DE ABRIL DEL 2014

OBJETIVOS:

Practica # 3 “EQUILIBRIO LIQUIDO-VAPOR DE UN SISTEMA QUE OBEDECE LA LEY DE RAOULT”

Observar el comportamiento de dos sistemas binarios. Construir los diagramas temperatura y composición del líquido y vapor. Comparar con los datos de temperatura y composición obtenidos con la ley

de Raoult. Comparar con los datos de temperatura y composición obtenidos con las

ecuaciones de Van Laar y Margules. Ajustar los datos experimentales utilizando dos modelos de solución y

compararlos con los datos experimentales.

INTRODUCCIÓN:

Si un recipiente cerrado, en el que previamente se ha hecho vacío, se llena parcialmente con una sustancia líquida A, ésta se evaporará parcialmente, (si está en cantidad suficiente para que el proceso no sea total), de modo que se alcanzará finalmente un estado de equilibrio en el que la presión reinante en el recipiente es la presión de vapor de la sustancia a la temperatura considerada,

. Existen tablas en las que se pueden encontrar directamente las presiones de vapor de sustancias puras a diversas temperaturas. También puede estimarse

mediante fórmulas empíricas, como la de Antoine: , estando tabulados los coeficientes A, B, y C para muchas sustancias.

Supóngase ahora un recipiente lleno de líquido A a una temperatura T0, de modo

que una de sus paredes es móvil. Si la presión externa sobre ella es P ~( y se le aporta calor, se aumentará la temperatura del líquido y su presión de vapor, de modo que ambas presiones tienden a igualarse. Cuando eso sucede se formará la primera burbuja de vapor, es decir, comienza la ebullición. La temperatura a la cual se igualan ambas presiones es el punto de ebullición a la presión P. Si ésta es 1 atm tendremos el punto de ebullición normal. Si se sigue aportando calor, esta temperatura permanece constante entre tanto haya líquido, aumentando de nuevo cuando toda la sustancia esté en fase gaseosa.

Consideremos ahora una mezcla ideal de dos sustancias en fase líquida, A y B. Eso quiere decir, entre otras cosas que: a) la interacción de moléculas de A con moléculas de B es idéntica a la que se da entre las moléculas de A o entre las de B; b) el volumen de mezcla es la suma de los volúmenes de A y B por separado; c) el calor de mezcla es nulo; d) el equilibrio líquido-vapor obedece la ley de Raoult.

La ley de Raoult establece que, en el equilibrio, la presión parcial de una sustancia es igual a su presión de vapor por la fracción molar en la fase líquida, es decir:

2


, y también (13.1)

Si se introduce una mezcla de A y B en un recipiente en el que se ha hecho el vacío y en el que se mantiene una temperatura constante, se vaporizarán A y B hasta alcanzar un estado de equilibrio en el que la presión reinante será la presión total de vapor de la mezcla, P, que de acuerdo con la ley de Raoult, tendrá el valor:

(13.2)

Siendo XA la composición de la fase líquida en el equilibrio, diferente de la

composición inicial de la mezcla. La presión total es menor que , la presión de

vapor del más volátil, y mayor que , la presión de vapor del componente pesado. La figura 13.1 muestra el diagrama de equilibrio a una temperatura T constante.

Fig. 13.1. Equilibrio L-V a T cte. Mezclas ideales

3


Fig. 13.2. Equilibrio L-V a P cte. Mezclas ideales

Considérese de nuevo una cámara con la tapa desplazable en la que se mantiene una presión P constante. Supóngase que está llena de una mezcla de A y B, de composición XA0. Al aportar calor se irá elevando la temperatura y se llegará un momento en el que la presión de vapor de la mezcla iguale a P. A esta temperatura se llama punto de burbuja a P, y a ella se forma la primera burbuja de vapor. La composición del vapor, según la ley de Dalton, será:

(13.3)

Si A es el componente más volátil, es claro que es mayor que P y consecuentemente, YA es mayor que XA,0. Se dice que el vapor está enriquecido en el componente más volátil, si bien es obvio que ello no implica que YA sea mayor que YB. Para el componente pesado se cumple que YB es menor que XB,0.

Si se sigue aportando calor, la temperatura no se mantiene constante, sino que va aumentando; ello se debe a que el líquido se va empobreciendo en componente

volátil, por lo que, para alcanzar la presión total, tendrá que aumentar y , (ecuación 13.2). El calor aportado no solo se invierte en vaporizar, sino también en elevar la temperatura de ambas fases.

Finalmente, llega un momento en el que queda una última gota de mezcla; esta mezcla estará en equilibrio con un vapor cuya composición, será, obviamente, igual a

4


la de la mezcla líquida de partida; por tanto, aplicando la ley de Raoult se puede escribir:

siendo YA = XA,0. Resolviendo este sistema de ecuaciones se obtiene TR, la llamada temperatura de rocío, y XA, la composición de la última gota de la mezcla, la más pobre en el componente más volátil, A.

Conviene aclarar que TR también es la temperatura a la cual se produciría la primera gota de líquido a partir de una mezcla de vapores de A y B de composición YA = XA,0; de ahí el nombre de temperatura de rocío.

La figura 13.2. recoge el diagrama de equilibrio de fases a presión constante para este tipo de mezclas.

Ahora bien, no todas las mezclas se comportan de este modo. Así, por ejemplo, la mezcla etanol-agua no es ideal, no cumple la ley de Raoult. Las desviaciones respecto a esta ley pueden ser positivas o negativas, (figuras 13.3 y 13.4), según que la presión parcial de cada componente sea superior o inferior a la obtenida por la mencionada ley.

Fig. 13.3. Desviaciones positivas.

5


Fig. 13.4. Desviaciones negativas

En el entorno de A puro, esto es para se cumple la ley de Raoult para A

aunque la mezcla sea no ideal. En ese mismo rango se satisface la ley de Henry para B: PB = HB . XB, donde HB es la constante de Henry, que sólo depende de la temperatura.

Si las desviaciones son más acusadas, pueden llegar a formarse "azeótropos", es decir, mezclas de dos componentes que hierven como si fuese una sustancia pura, con un punto de ebullición constante y originando un vapor de igual composición que la mezcla líquida de partida. Es evidente, que para estas mezclas no puede conseguirse ninguna separación mediante el empleo de la destilación.

6


Si los líquidos son inmiscibles, sus moléculas no interaccionan entre sí y se vaporizan y condensan de forma independiente; se puede decir, a todos los efectos, que la mezcla se comporta como si hubiera un tabique de separación entre los líquidos A y B y compartieran un espacio común para los vapores. En el equilibrio, cada componente se comporta como una sustancia pura; en consecuencia, la presión parcial de equilibrio será igual a la presión de vapor para cada componente.

Si se introducen dos de estos líquidos en un recipiente en el que se ha hecho el vacío, se mantiene una temperatura constante, y se agita para evitar la decantación de uno de los componentes, ambos pasarán al estado de vapor hasta alcanzar un estado de equilibrio en el que la presión total será la suma de las presiones parciales de vapor de los componentes puros, mientras existan ambos

7


en estado líquido, no importando las cantidades presentes de uno u otro:

(13.4)

Si se introducen ambos en un recipiente con un émbolo, a presión constante, y se aporta calor partiendo de una temperatura baja, ésta aumentará produciéndose la

primera burbuja de vapor cuando P = , siendo TB la temperatura de ebullición. La composición de esa burbuja de vapor es:

, y

Esto significa que pueden obtenerse vapores de A y B a una temperatura inferior a la de sus puntos de ebullición respectivos: TB ~( TB,A y TB ~( TB,B

Si se sigue aportando calor, la temperatura y la composición del vapor permanecen constantes mientras haya A y B líquidos. Cuando se acabe uno de los dos, la temperatura aumenta de nuevo, hasta que todo pasa, finalmente, a estado de vapor.

DESARROLLO EXPERIMENTAL:

MATERIAL Y EQUIPO:

Hervidor Refrigerante Termómetro Parrilla de calentamiento con agitación magnética Soporte Universal Reóstato Pinzas de tres dedos Pinzas nuez Pipeta muestreadora Tubos de ensaye Refractrómetro Metanol Isopropanol

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL:

8


1. Montar el equipo.2. Preparar la mezcla binaria que contengan 10, 20, 40, 60, 80 y 90% del

componente: metanol-isopropanol…..metanol-cloroformo.3. Los volúmenes de cada solución pueden calcularse con la ayuda de las

siguientes formulas, tomando en cuenta que los subíndices 1 son relacionadas al metanol y el 1 será isopropanol.

V 1=

X 1PM 1VTρ1

X1 PM 1ρ1

+X 2 PM 2ρ2

V 2=

X 2PM 2VTρ2

X1 PM 1ρ1

+X2 PM 2ρ2

4. Medir los índices de referencia de cada mezcla a una temperatura determinada (15 a 20°C), empleando un refractómetro de Abbe, asi como los índices de refracción de los componentes puros.

5. Graficar la relación entre componentes (x) y el índice de refracción (y). 6. Poner la solución en el hervidor, suministrar el calor con agitación hasta que

la solución ebulla, cuando la temperatura sea constante y haya condensado en la concavidad, tomar el dato de temperatura.

7. Determinar los puntos de ebullición de cada una de las mezclas en equilibrio del vapor y del liquido. Lo anterior se debe realizar por medio de la destilación simple midiendo 2 ml de mezcla.

8. Tomar una muestra del condensado y del destilado, enfriarlas a temperatura ambiente.

9. Determinar los índices de refracción del destilado (vapor) del residuo que quedó en el matraz de destilación (liquido) con el refractómetro de Abbe.

10.Repetir los pasos 6 al 9 para cada una de las mezclas.

CÁLCULOS

9


A partir de Tabla 1 y con cálculos partiendo de los resultados de la práctica, graficar y llenar Tabla 2.

Tabla 1.Datos de las muestras a experimentar.

Solución X1 Metanol X2 Agua ρ 1 metanol

(g/cm3)ρ 2

Isopropanol

(g/cm3)

PM 1 metanol

(g/mol)PM 2 Agua (g/mol)

1 0 1 0.791 0.786 32.032 60.0962 0.1 0.93 0.2 0.84 0.3 0.75 0.4 0.66 0.5 0.57 0.6 0.48 0.7 0.39 0.8 0.210 0.9 0.111 1 0

1. Calculo del volumen 1.

V Metanol=

XMetanol∗PM Metanol∗V TotalρMetanol

XM etanol∗PMMetanol

ρMetanol+X Isopropanol∗PM Isopropanol

ρIsopropanol

V 1=

0mol∗32.032 gmol

∗50mL

0.791g

cm3

0mol∗32.032 gmol

0.791gcm3

+1mol∗60.096 g

mol

0.786gcm3

=0mL

V 2=

0.1mol∗32.032 gmol

∗50mL

0.791g

cm3

0.1mol∗32.032 gmol

0.791gcm3

+0.9mol∗60.096 g

mol

0.786gcm3

=2.7789mL

10


V 3=

0.2mol∗32.032 gmol

∗50mL

0.791g

cm3

0.2mol∗32.032 gmol

0.791gcm3

+0.8mol∗60.096 g

mol

0.786gcm3

=5.8464mL

V 4=

0.3mol∗32.032 gmol

∗50mL

0.791g

cm3

0.3mol∗32.032 gmol

0.791gcm3

+0.7mol∗60.096 g

mol

0.786gcm3

=9.2499mL

V 5=

0.4mol∗32.032 gmol

∗50mL

0.791g

cm3

0.4mol∗32.032 gmol

0.791gcm3

+0.6mol∗60.096 g

mol

0.786gcm3

=13.0477mL

V 6=

0.5mol∗32.032 gmol

∗50mL

0.791g

cm3

0.5mol∗32.032 gmol

0.791gcm3

+0.5mol∗60.096 g

mol

0.786gcm3

=17.3127mL

V 7=

0.6mol∗32.032 gmol

∗50mL

0.791g

cm3

0.6mol∗32.032 gmol

0.791gcm3

+0.4mol∗60.096 g

mol

0.786gcm3

=22.1366mL

11


V 8=

0.7mol∗32.032 gmol

∗50mL

0.791g

cm3

0.7mol∗32.032 gmol

0.791gcm3

+0.3mol∗60.096 g

mol

0.786gcm3

=27.6370mL

V 9=

0.8mol∗32.032 gmol

∗50mL

0.791g

cm3

0.8mol∗32.032 gmol

0.791gcm3

+0.2mol∗60.096 g

mol

0.786gc m3

=33.9671mL

V 10=

0.9mol∗32.032 gmol

∗50mL

0.791g

cm3

0.9mol∗32.032 gmol

0.791gcm3

+0.1mol∗60.096 g

mol

0.786gcm3

=41.3297mL

V 11=

1mol∗32.032 gmol

∗50mL

0.791g

cm3

1mol∗32.032 gmol

0.791gcm3

+0mol∗60.096 g

mol

0.786gcm3

=50mL

2. Calculo del volumen 2.

V Agua=

X Isopropanol∗PM Isopropanol∗V Totalρ Isopropanol

XMetanol∗PM Metanol

ρMetanol+X Isopropanol∗PM Isopropanol

ρ Isopropanol

12


V 1=

1mol∗60.096 gmol

∗50mL

0.786g

cm3

0mol∗32.032 gmol

0.791gcm3

+1mol∗60.096 g

mol

0.786gcm3

=50mL

V 2=

0.9mol∗60.096 gmol

∗50mL

0.786g

cm3

0.1mol∗32.032 gmol

0.791gcm3

+0.9mol∗60.096 g

mol

0.786gcm3

=47.2211mL

V 3=

0.8mol∗60.096 gmol

∗50mL

0.786g

cm3

0.2mol∗32.032 gmol

0.791gcm3

+0.8mol∗60.096 g

mol

0.786gcm3

=44.1536mL

V 4=

0.7mol∗60.096 gmol

∗50mL

0.786g

cm3

0.3mol∗32.032 gmol

0.791gcm3

+0.7mol∗60.096 g

mol

0.786gcm3

=40.7501mL

V 5=

0.6mol∗60.096 gmol

∗50mL

0.786g

cm3

0.4mol∗32.032 gmol

0.791gcm3

+0.6mol∗60.096 g

mol

0.786gcm3

=36.9623mL

13


V 6=

0.5mol∗60.096 gmol

∗50mL

0.786g

cm3

0.5mol∗32.032 gmol

0.791gcm3

+0.5mol∗60.096 g

mol

0.786gcm3

=32.6873mL

V 7=

0.4mol∗60.096 gmol

∗50mL

0.786g

cm3

0.6mol∗32.032 gmol

0.791gcm3

+0.4mol∗60.096 g

mol

0.786gcm3

=27.8634mL

V 8=

0.3mol∗60.096 gmol

∗50mL

0.786g

cm3

0.7mol∗32.032 gmol

0.791gcm3

+0.3mol∗60.096 g

mol

0.786gcm3

=22.3629mL

V 9=

0.2mol∗60.096 gmol

∗50mL

0.786g

cm3

0.8mol∗32.032 gmol

0.791gcm3

+0.2mol∗60.096 g

mol

0.786gcm3

=16.0329mL

V 10=

0.1mol∗60.096 gmol

∗50mL

0.786g

cm3

0.9mol∗32.032 gmol

0.791gcm3

+0.1mol∗60.096 g

mol

0.786gcm3

=8.6732mL

14


V 11=

0mol∗60.096 gmol

∗50mL

0.786g

cm3

1mol∗32.032 gmol

0.791gcm3

+0mol∗60.096 g

mol

0.786gcm3

=0mL

3. Con los datos obtenidos de los cálculos y los datos de la experimentación, realizar una gráfica para la obtención de la “Y”.

Grafica 1A en Hoja milimétrica.η Líquido vs X1

15


Grafica 1B en Excel.η Líquido vs X1

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.21.3

1.31

1.32

1.33

1.34

1.35

1.36

1.37

1.38

X1 vs η

ηliqηvap

X1 (mol)

ηlíq

y ηv

ap

De acuerdo a las gráficas 1A y 1B, podemos decir que:Y 1=0.022Y 2=0.149Y 3=0.282Y 4=0.366

Y 5=0.584Y 6=0.721Y 7=0.773Y 8=0.838

Y 9=0.901Y 10=0.948Y 11=0.985

Aproximadamente.

Tabla 2.Concentrado de resultados de los cálculos realizados.

X1 (mol) X2 (mol) V1 (mL) V2 (mL) η liquido T (°C ) η condensado Y0 1 0 50 1.3748 74 1.374 0.02

10.1 0.9 2.77893157 47.221068

41.3717 73 1.3708 0.14

90.2 0.8 5.84642561 44.153574

41.3696 71 1.3669 0.28

20.3 0.7 9.24988972 40.750110

31.3665 70.5 1.3641 0.36

60.4 0.6 13.0477179 36.952282 1.3627 68 1.3568 0.58

16


1 40.5 0.5 17.3126687 32.687331

31.3582 69 1.3469 0.72

10.6 0.4 22.1365717 27.863428

31.353 67 1.3435 0.77

30.7 0.3 27.6370143 22.362985

71.3481 65 1.3388 0.83

80.8 0.2 33.9670538 16.032946

21.3417 63 1.3339 0.90

10.9 0.1 41.3296824 8.6703176 1.334 61 1.3303 0.94

81 0 50 0 1.3258 60 1.3275 0.98

5

Gráfica 2.Y1 vs X1

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.20

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

Y1 vs X1

Y

X1 (mol)

Y1

Gráfica 3.T vs X1 Y1

17


332 334 336 338 340 342 344 346 3480

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

X1 (mol) y Y1 (mol) vs T (K)

X1Y1

T (K)

X1 (m

ol) y

Y1 (m

ol)

18


4. Calcular la Pmetanolsat y Pisopropanol

sat con la ecuación de Antoine.

DondePara metanol:A=18.5875B=3626.55C=−34.29

ln Pmetanolsat =A− B

T+C

Pmetanolsat =e

A− BT+C

Pmetanol1sat =e

18.5875− 3626.55347.15K+(−34.29)=1092.1391mmHg

Pmetanol2sat =e

18.5875− 3626.55346.15K+(−34.29)=1052.2903mmHg

Pmetanol3sat =e

18.5875− 3626.55344.15K+(−34.29)=976.1986mmHg

Pmetanol 4sat =e

18.5875− 3626.55343.65K+(−34.29 )=957.9061mmHg

Pmetanol5sat =e

18.5875− 3626.55341.15K+(−34.29)=870.6535mmHg

Pmetanol6sat =e

18.5875− 3626.55342.15K+ (−34.29)=904.7264mmHg

Pmetanol7sat =e

18.5875− 3626.55340.15K+ (−34.29)=837.6536mmHg

Pmetanol8sat =e

18.5875− 3626.55338.15K+ (−34.29)=774.7674mmHg

Pmetanol9sat =e

18.5875− 3626.55336.15K+ (−34.29)=715.8616mmHg

Pmetanol10sat =e

18.5875− 3626.55334.15K+(−34.29)=660.7371mmHg

Pmetanol11sat =e

18.5875− 3626.55333.15K+(−34.29 )=634.5325mmHg

DondePara iso-propanol:A=18.6929B=3640.20C=−53.54

ln Pisopropanolsat =A− B

T+C

Pisopropanolsat =e

A− BT +C

19


Pisopropanol1sat =e

18.6929− 3640.20347.15K+(−53.54)=541.7588mmHg

Pisopropanol2sat =e

18.6929− 3640.20346.15K+(−53.54)=519.2836mmHg

Pisopropanol3sat =e

18.6929− 3640.20344.15K+(−53.54)=476.6746mmHg

Pisopropanol 4sat =e

18.6929− 3640.20343.65K+(−53.54 )=466.4942mmHg

Pisopropanol5sat =e

18.6929− 3640.20341.15K+(−53.54)=418.2909mmHg

Pisopropanol6sat =e

18.6929− 3640.20342.15K+ (−53.54 )=437.0429mmHg

Pisopropanol7sat =e

18.6929− 3640.20340.15K+(−53.54 )=400.2211mmHg

Pisopropanol8sat =e

18.6929− 3640.20338.15K+ (−53.54 )=366.0486mmHg

Pisopropanol9sat =e

18.6929− 3640.20336.15K+ (−53.54 )=334.3712mmHg

Pisopropanol10sat =e

18.6929− 3640.20334.15K+(−53.54)=305.0412mmHg

Pisopropanol11sat =e

18.6929− 3640.20333.15K+(−53.54 )=291.2122mmHg

5. Calcula la X1 Ajustada

X1=P−P2

sat

P1sat−P2

sat

X1=585mmHg−541.7588mmHg

1092.1391mmHg−541.7588mmHg=0.0786

X2=585mmHg−519.2836mmHg

1052.2903mmHg−519.2836mmHg=0.1233

X3=585mmHg−476.6746mmHg

976.1986mmHg−476.6746mmHg=0.2169

X 4=585mmHg−466.4942mmHg

957.9061mmHg−466.4942mmHg=0.2412

X5=585mmHg−418.2909mmHg

870.6535mmHg−418.2909mmHg=0.3685

X6=585mmHg−437.0429mmHg

904.7264mmHg−437.0429mmHg=0.3164

X7=585mmHg−400.2211mmHg

837.6536mmHg−400.2211mmHg=0.4224

X 8=585mmHg−366.0486mmHg

774.7674mmHg−366.0486mmHg=0.5357

20


X 9=585mmHg−334.3712mmHg

715.8616mmHg−334.3712mmHg=0.6569

X10=585mmHg−305.0413mmHg

660.7371mmHg−305.0413mmHg=0.7871

X11=585mmHg−291.2122mmHg

634.5325mmHg−291.2122mmHg=0.8557

6. Calcula la Y1 con la ecuación de Raoult

Y 1∗P=X1∗P1sat

Y 1=X1∗P1

sat

P

Y 1=1092.1391mmHg∗0.0786

585mmHg=0.1467

Y 2=1052.2903mmHg∗0.1232

585mmHg=0.2218

Y 3=976.1986mmHg∗0.2169

585mmHg=0.3619

Y 4=957.9061mmHg∗0.2412

585mmHg=0.3949

Y 5=870.6535mmHg∗0.3685

585mmHg=0.5485

Y 6=904.7264mmHg∗0.3164

585mmHg=0.4893

Y 7=837.6536mmHg∗0.4224

585mmHg=0.6049

Y 8=774.7674mmHg∗0.5357

585mmH g=0.7095

Y 9=715.8616mmHg∗0.6569

585mmHg=0.8039

Y 10=660.7371mmHg∗0.7871

585mmHg=0.8889

Y 11=634.5325mmHg∗0.8557

585mmHg=0.9282

Gráfica 4Y1

ajustada vs X1ajustada

21


0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.90

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

Y1 ajustada vs X1 ajustada

Y1 ajustada

X1 ajustada

Y1 a

just

ada

22


Gráfica 5T vs Y1

ajustada *X1ajustada

332 334 336 338 340 342 344 346 3480

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

X1 ajustado y Y1 ajustado vs T

X1 ajustadaY1 ajustada

T (K)

X1 a

just

ada

y Y1

aju

stad

a

Tabla 3.Resultados de los cálculos.X1 (mol)

X2 (mol)

T (°C) T (K) Psat metanol (mmHg)

Psat isopropanol (mmHg)

X1 ajustada Y1 ajustada

0 1 74 347.15 1092.139102 541.7588171 0.07856601 0.1466752330.1 0.9 73 346.15 1052.290259 519.2836443 0.12329369

60.22177907

0.2 0.8 71 344.15 976.1985621 476.6746289 0.216857219

0.361873001

0.3 0.7 70.5 343.65 957.9061475 466.4942349 0.241153627

0.39487614

0.4 0.6 68 341.15 870.6535337 418.2909967 0.368529641

0.548481426

0.5 0.5 69 342.15 904.726355 437.0429277 0.316361589

0.489266098

0.6 0.4 67 340.15 837.6536323 400.2211492 0.422416848

0.604853004

0.7 0.3 65 338.15 774.767402 366.0486077 0.535701796

0.709477417

0.8 0.2 63 336.15 715.8616209 334.3712012 0.65697272 0.8039342840.9 0.1 61 334.15 660.7371239 305.0412854 0.78707334

80.888971932

1 0 60 333.15 634.5324803 291.2122315 0.85572514 0.928180165

23


2

24


CONCLUSIONES:

En la práctica de la ingeniería química, predecir el comportamiento de los sistemas conforme se alteran sus variables de estado es de suma importancia. Por este motivo, es vital desarrollar la habilidad para realizar dicha predicción, y se pone en acción en esta práctica.

En este caso se estudió el equilibrio líquido-vapor del sistema binario Metanol-Isopropanol, tomando tanto las temperaturas como el índice de refracción como herramienta base para el análisis del sistema.

El proceso consistió en calentar la mezcla en un balón aforado, permitiendo la ebullición de la muestra y condensando el vapor en el enfriador, para encontrar así la coexistencia de ambas fases bajo un control de temperatura. Esto se hace con el fin de establecer y comparar los criterios de equilibrio de un sistema binario con la ayuda de la ley de Raoult.

Al final de dicho experimento pudimos obtener las gráficas necesarias para poder observar su comportamiento y con ayuda de las ecuaciones correspondientes pudimos corregirla teniendo así la gráfica deseada.

Cuahtlapantzi Cuahutepitzi Maricela.

Se concluye que en mezclas iguales pero en diferentes composicion hierven a temperaturas diferentes y el componente mas volatil es el que se presenta mas en la fase de vapor esto mientras la presion sea igual, ademas de que una muestra puede parecer misible a simple vista no lo puede ser a nivel microscopico

En los niveles de equilibrio pueden ser de un componente o mas y donde afectandos tipos de variables: intensivas y extensivas, donde las intensivas son las que no dependen de la cantidad de materia y las extensivas son las que si dependen de la cantidad de materia y que para un sistema de de una o mas fases se requiere conocer almenos una variable extensiva por fase, donde la regla de las fases de gibbs define el numero minimo de variales intensivas necesarias para dscribir un sistema

Donde en los sistemas liquidos ideales obedecen a la ley de Raoult y se pueden calcular la fraccion molar de los componentes en la fase vapor.

Enríquez Velázquez Yinan Elizabeth

25


Al observar el comportamiento entre dos sistemas binarios se pudo notar que es un equilibrio ideal, y para poder ver esto más fácilmente tuvimos que hacer diversos diagramas para poder ver más el comportamiento de ambas, al igual que compara resultado de dos ecuaciones la de Van Laar y Margules, para así ajustar nuestros datos y hacer el equilibrio liquido-vapor el cual como se menciono fue ideal.

Pineda Sanchez Miguel Angel

Bibliografía:

www.apuntesdetermodinamica.es

www.bibliotecavirtual.com

26

http://www.bibliotecavirtual.com/

http://www.apuntesdetermodinamica.es/

p3_termo3_completa

Documents