DISCUSIÓN DE RESULTADOS

En la gráfica 2 puede verse el comportamiento ideal del equilibrio liquido-vapor del sistema acetona-cloroformo, en donde las temperaturas de saturación de los componentes son 56 °C para acetona y 51°c para el cloroformo, estas temperaturas establecieron los limites para obtener el modelo ideal. Las fracciones de acetona son resultado de la utilización de la ley de Dalton.

La gráfica 3 muestra el comportamiento real del equilibrio binario, como se puede observar los datos son insuficientes para formar una curva de líquido y de vapor, por tanto el azeotropo no puede determinarse. Esto es debido a que durante el experimento no se tomaron muestras suficientes de la mezcla original de donde provenía el destilado, y por ello no se pudo determinar la fracción molar de la acetona. Ya que era necesaria la densidad de la mezcla para encontrar la fracción molar de acetona a través del modelo matemático de la curva de calibración.

La curva de calibración posee un modelo matemático polinomial permitiendo asi calcular con poco error las fracciones molares de acetona.

DATOS CALCULADOS

Tabla 1. Calculo de moles de acetona y cloroformo para curva de calibración

Mezcla Moles acetona Moles cloroformo1 0.007398243 0.089947667

2 0.014796486 0.079953481

3 0.021877662 0.069959296

4 0.029170216 0.059965111

5 0.03646277 0.049970926

6 0.043755324 0.039976741

7 0.051047878 0.029982556

8 0.058340432 0.01998837Fuente: Metodología de Cálculo. Ecuación 2.

Tabla 2. Calculo de fracción molar de acetona para curva de calibración

MezclaFracción molar

acetonaDensidad de mezcla (g/ml)

1 0.094973754 1.42 0.191014269 1.273 0.285197291 1.274 0.382962523 1.175 0.482125739 1.176 0.582717142 1.017 0.68476781 1.148 0.788309727 1.94

Fuente: Metodología de Cálculo. Ecuación 3.

Tabla 4. Calculos de la gráfica de equilibrio binario ideal

T (°C)Presión acetona

(mmHg)Presión cloroformo

(mmHg) Xacetona Xcloroformo51.08 638.3286 533.2487 1.0006 1.000752.58 672.9164 561.4418 0.7277 0.690453.08 684.7721 571.0969 0.6351 0.592154.58 721.3411 600.8522 0.3521 0.311655.08 733.8703 611.0379 0.2561 0.222856.1 759.9668 632.2392 0.0574 0.0482

56.36 766.7354 637.7351 0.0062 0.005256.39 767.5456 638.3929 0.0001 0.0001

1Fuente: Metodología de Cálculo. Ecuación:

Tabla 5. Calculo de fracción molar de acetona para equilibrio binario real

Mezcla 1: 10 ml (A) y 40 ml (B) Mezcla 2: 40 ml (A) y 10 ml (B)

T (°C) Densidad (g/ml) moles de acetonaT

(°C) Densidad (g/ml) moles de acetona56 0 56 063 1.2584 0.249860833 57 1.15 0.556417025

70 1.116 0.633310691 60 0.9291 0.016454575

51 1 51 1Fuente: Metodología de Cálculo. Gráfica 1.

Tabla 6. Calculo de fracción molar de acetona y cloroformo del destilado

Mezcla 1: 10 ml (A) y 40 ml (B) Mezcla 2: 40 ml (A) y 10 ml (B)

T (°C)

Densidad (g/ml) Xacetona Xcloroformo

T (°C)

Densidad (g/ml) Xacetona Xcloroformo

63 1.3655 0.74987069 0.660310232 57 0.8946 0.89166978 0.10833022

70 1.3336 0.339689768 0.660310232 60 0.9207 0.89166978 0.10833022

61 1.29275 0.339689768 0.660310232

Fuente: Metodología de calculo. Ecuación 2.

RESULTADOS GRUPO 2

Gráfica 1. Curva de calibración de la fracción de acetona

0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 20

0.10.20.30.40.50.60.70.80.9

f(x) = − 53.4361 x⁴ + 302.364 x³ − 626.823 x² + 564.56 x − 186.114R² = 0.926340375181037

Curva de Calibración

Densidad (g/ml)

Frac

cion

mol

ar a

ceto

na

Fuente: Datos calculados. Tabla 2.

Ecuación de la gráfica Error de correlación R2 Intervaloy = -53.436x4 + 302.36x3 - R² = 0.9263 [1,2]

626.82x2 + 564.56x - 186.11

Gráfica 2. Equilibrio líquido-vapor ideal del sistema acetona-cloroformo

0.0000 0.2000 0.4000 0.6000 0.8000 1.0000 1.200048495051525354555657

Equilibrio binario ideal

Fracción molar de acetona

Tem

pera

tura

(°C)

Fuente: Datos calculados. Tabla 4.

Curva de líquido IntervaloCurva de vapor [0,1]

Gráfica 3. Equilibrio líquido-vapor real del sistema acetona-cloroformo

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.20

1020304050607080

Gráfica Real

Fracción molar de la acetona

Tem

pera

tura

(°C)

Fuente: Datos calculados. Tabla 5.

Curva de líquido Azeotropo IntervaloCurva de vapor ----- [0,1]

Grupo 3.

Gráfica 4. Densidad del sistema acetona-etanol

0.800 0.805 0.810 0.815 0.820 0.825 0.830 0.8350.0000.1000.2000.3000.4000.5000.6000.7000.8000.9001.000

CURVA DE CALIBRACION

ρ [g/mL]

X ac

eton

a

Color MODELO MATEMÁTICO R2

Intervalo de validez [g/mL]

Incertidumbre Máxima Variable

Dependiente

Incertidumbre Máxima Variable

Independiente

Xacetona = -5,314*(ρ) + 4,793 0,045 [0.800,0.835]

Fuente: Reporte grupo 3

Gráfica 5. Equilibrio líquido-vapor ideal del sistema acetona-etanol

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 155

60

65

70

75

80

Equilibrio

Xacetona

T (º

C)

Color Curva Intervalo de validez [ºC]

Líquido [0,1]

Vapor [0,1]

Fuente: Reporte grupo 3

Gráfica 5. Equilibrio líquido-vapor real del sistema acetona-etanol

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 155

60

65

70

75

80

Equilibrio Real

Xacetona

T [º

C]

Fuente: Reporte grupo 3

Discusion de resultados.

Las practicas realizadas por los dos grupos van enfocadas al estudio del equilibrio binario liquido/vapor y el análisis de ambos, parte de dos componentes volátiles a diferentes concentraciones. Por lo que son aceptables para el análisis de la hipotesis

Se optó como por una grafica de calibración para la densidad de los sistemas, tomando como variable independiente la fracción molar del componente mas volatial, el cual fue la acetona para ambos grupos.

Color Curva Intervalo de validez [ºC]

Líquido [0,1]

Vapor [0,1]

La curva de calibración del sistema acetona-cloroformo. Mostró un comportamiento acoplado a un polinomio de cuarto orden y = -53.436x4 + 302.36x3 - 626.82x2 + 564.56x - 186.11, con una R2 de 0.92 en tanto la curva de calibración del sistema acetona-etanol, muestra una gran dispension que no se acopla al comportamiento lineal Xacetona = -5,314*(ρ) + 4,793, ya que muestra una R2=0.045.

Por lo que la grafica mas aceptable para hallar las fracciones de acetona, es la del sistema acetona-cloroformo. Por el valor de R2

Un azeotropo es un compuesto binario que tiene un punto de ebullición único y constante, apartir del cual no se puede separar el componente en dos fases. Según las graficas de equilibrio ideal para ambos grupos, en los intervalos de temperatura escogidos, no existe un punto azeotropico, el cual se describiría gráficamente como la intersección de la curva de vapor y la curva de liquido. Sin embargo, el sistema acetona-etanol, mostró dos puntos azeotrópicos ubicados a una temperatura de 56º C y a 60º C.

En el caso del sistema acetona-cloroformo, también se observan dos puntos azeotrópico se da a 60º C con una fracción de aproximadamente 0,016 para cada componente.

Graficamente, el sistema acetona-etanol mostró un comportamiento mas acoplado teoricamente debido a que tiene se plotearon mas puntos para la curva, se hicieron 8 corridas a diferentes proporciones, aunque este tuvo un error de 27% para la fracción de acetona, debido al comportamiento de la curva de calibración. Lo cual invalida el comportamiento, en tanto que el equilibrio acetona-cloroformo no es totalmente valida debido a la carencia de puntos ploteados., por que se realizaron 4 corridas, pero la incerteza máxima para las fracciones de acetona calculadas fue de 1.76%. y para la densidad, fue de 3.86%

Además, los comportamientos descritos gráficamente, muestran que los equilibrios no son ideales, sino reales.

Los incertezas observadas, como los dos azeotropos y los comportamientos, se debe en gran parte a errores humanos.