PRACTICA Nº 1 SISTEMA DE DOS COMPONENTES

PRACTICA Nº 1

SISTEMA  DE DOS COMPONENTES

1. OBJETIVO

• Construir  el diagrama  C (concentración ) y T  (temperatura)  para un sistema  de dos componentes  formados  por dos líquidos  parcialmente  miscibles

1. PRINCIPIOS TEORICO

Sean A y B dos sustancias totalmente miscibles en fase líquida ycompletamente inmiscibles en fase sólida. La mezcla de cantidades arbitrarias de los líquidos A y B origina un sistema monofásico que es una disolución de Ay B. Como los sólidos A y B son completamente insolubles entre sí, elenfriamiento de la disolución líquida de A y B ocasiona que A o B se congelen, abandonando la disolución.

Para un sistema de dos componentes, el número máximo de grados de libertades 3. Este resultado nos indica que sería necesario construir una gráfica de tres dimensiones para hacer una representación completa de las condiciones de equilibrio (T, P, Xi), donde Xi es la composición de uno de los componentes. Pero en este caso la presión no hace mucho efecto sobre el sistema (además la presión se mantiene constante en la fusión) por lo que los grados de libertad disminuyen y la regla de fases queda:

        [pic 1]

F=C−P+1

Para construir un diagrama de fases se tiene que construir primero curvas de enfriamiento de sistemas de diferente composición.

[pic 2]

La Fig. 1 representa la curva de enfriamiento de una mezcla simple. (a) La solución líquida comienza a enfriarse, disminuyendo así su temperatura a cierta velocidad. (b) A cierta temperatura comienza asepararse un sólido formado por alguno de los componentes puros. Elcongelamiento es exotérmico disminuyendo la velocidad de enfriamiento. A medida que el sólido se separa, la composición del líquido se hace más rica enel otro componente disminuyendo su temperatura de fusión. Cuando la solución alcanza una cierta composición (la composición eutéctica) el sistema se solidifica como si se tratase de una sustancia pura y la temperatura semantiene constante (c-d).Figura 2. Diagrama de fase sólido-líquido cuando existe miscibilidad total en fase líquida e inmiscibilidad total en fase sólida

[pic 3]

En la figura 2 se muestra que en el límite de baja temperatura existe una mezcla bifásica del sólido puro A y del sólido puro B, ya que los sólidos son inmiscibles. En el límite de temperatura alta, existe una sola fase formada porla disolución líquida de A y B, ya que ambos son miscibles. Viendo el enfriamiento de una disolución de A y B, cuya concentración X  A-1 sea cercana a 1 (lado derecho del diagrama). Se alcanza una temperatura a la que el disolvente A comienza a congelarse, originando una región de dos fases con el sólido A en equilibrio con una disolución liquida de A y B Esta curva es la CFGE, en la que se ve el descenso de la temperatura de congelación de B por la presencia de A. La curva DE, de la misma manera, muestra el descenso del punto de congelación de A por la presencia del soluto B. Si se enfría una disolución líquida con X B-1 cercano a 1, (lado izquierdo de la figura) provocará que la sustancia pura B se congele. Las dos curvas del punto de congelación se interceptan en el punto E.

Este punto es llamado punto eutéctico. (Que funde fácilmente).Para conseguir una idea aproximada de la forma de las curvas DE y CFGE, seasume la idealidad de las mezclas y se desprecia la dependencia de la temperatura de la entalpía de fusión de A y de B.

 [pic 4]

Tc* = temperatura de congelación del sólido puro

X = fracción molar del sólido

 ∆Hfus* = entalpía de fusión del sólido puro

R = constante de los gases ideales

1. MATERIALES Y REACTIVOS

• Materiales: Luna  de reloj, tubos de ensayo, cocina electica, termómetro; vaso precipitado  calculadora.
• Reactivos: gramos  de fenol; H2O destilada

[pic 5][pic 6]

     [pic 7]

[pic 8][pic 9][pic 10]

[pic 11][pic 12]

[pic 13]

[pic 14]

1. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

1. Pesar  en una luna  de reloj  los gramos   de fenol  según  como se muestra  en la tabla
2. Colocar  la muestra  en los tubos  de ensayo  previamente  rotulados y completos hasta  3.5g  de mezcla  total en H20 destilada
3.  Colocar los tubos a baño maria  y comenzar   a calentar  suavemente  agitando  los tubos
4. Continuar calentando  hasta obtener  que la solución  se vuelva  transparente debido  al cambio  de fase bifásico heterogéneo  a monofásico (homogéneo)  y registre la temperatura
5. Dejar enfriar  lentamente  y anote la temperatura  cuando observe  la turbidez  en los tubos
6.  Con sus  datos experimentales   grafico Cy T  por calentamiento  y enfriamiento

1. RESULTADOS

1. Pesar  en una luna  de reloj  los gramos   de fenol  según  como se muestra  en la tabla
2. Colocar  la muestra  en los tubos  de ensayo  previamente  rotulados y completos hasta  3.5g  de mezcla  total en H20 destilada

[pic 15][pic 16]

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