CURVA DE EQUILIBRIO SISTEMA DIETIL ÉTER -AGUA- ÁCIDO ACÉTICO

CURVA DE EQUILIBRIO SISTEMA DIETIL ÉTER -AGUA- ÁCIDO ACÉTICO.

Adriana Arenas, Lina Centeno, Yahir Diaz, Betsi González.

RESUMEN

El presente artículo tiene como objetivo dar a conocer lo realizado en el laboratorio de termodinámica química II de la Universidad del Atlántico en el cual se realizó la práctica de curva de solubilidad de un sistema ternario utilizando dietil éter-agua-ácido acético. Durante esta práctica se buscó un equilibrio liquido-líquido para el sistema, por ello, se prepararon varias soluciones, primeramente se mezcló ácido acético -agua y como titulante dietil éter, y en segundo lugar se mezclo acido acético-dietil éter y como titulante agua, hasta que se observara cambio en la tonalidad se la solución, luego con los volúmenes de cada componente de las soluciones se determinaron los porcentajes peso, a partir de las cuales se graficó la curva de equilibrio para el sistema ternario.

I. INTRODUCCIÓN

Los procesos para separar los componentes de una solución que depende de la distribución desigual de los componentes entre dos líquidos inmiscibles o parcialmente miscibles se conocen como procesos de extracción liquido-liquido o bien, extracción de líquidos. Este proceso es, junto a la destilación, la operación básica mas importante en la separación de mezclas homogéneos liquidas. Consiste en separar una o varias sustancias disueltas en un disolvente mediante su transferencia a otro disolvente inmiscible o parcialmente miscible en el primero. La transferencia de materia se consigue mediante el contacto directo entre las dos fases liquidas. Este proceso es el método más útil para la purificación, el enriquecimiento y la separación de componentes de volatilidad muy estrecha y de sensibilidad al calor. [1]

Para esta extracción es vital el conocimiento preciso .de las relaciones de equilibrio de fases para sistemas de tres componentes donde un par son inmiscibles o parcialmente miscibles. Para este sistema la solución cuyos componentes se deben separar es la alimentación del proceso, la cual está constituida por un solvente A de alimentación y un soluto B. El liquido agregado a la alimentación con fines de extracción es el solvente S. [2]

Los equilibrios de fase se representan bidimensionalmente utilizando el método del triángulo equilátero (Fig. 1) sugerido por Stokes-Roozeboom. En este método las concentraciones (fracción ó porcentaje tanto en mol como en peso) de los tres componentes se grafican sobre un triángulo equilátero considerando que la presión y la temperatura son constantes. Cada vértice del triángulo representa al componente puro (xi = 1 ó 100%), donde i puede ser A, B y S. Los puntos que se encuentren en cada lado del triángulo representan las posibles combinaciones de dos componentes, así los puntos sobre la línea AB representan la concentración de las mezclas posibles entre A y B y 0 % de S; las líneas AS y BS, darán los porcientos entre A-S y B-S con 0% de B y 0% de A respectivamente. [3] Cualquier punto graficado dentro del área triangular representará la composición de un sistema que incluye a los tres componentes.

La figura 1a es la más común, en el cual la región de inmiscibilidad toca solo un lado del triángulo. Los pares de líquidos A-B y B-S son completamente miscibles: A Y S se disuelven hasta un punto limitado, para proporcionar las soluciones mutuamente saturadas G (Rico en solvente A) y H (Rico en solvente S).

La adición de B a esa mezcla tiende a hacer que A y S se vuelvan mas solubles. En el punto crítico, las dos fases se convierten en una. El soluto B se distribuye entre las fases saturadas, proporcionando líquidos en equilibrio, como las que aparecen en M y N, conectados por una línea de unión.3

En este estudio se determinará la curva de equilibrio para el sistema ternario dietil éter-agua-ácido acético, donde el Agua y el Dietil Éter son parcialmente soluble entre sí y el ácido acético es soluble en ambos componentes.

II. METODOLOGÍA

Inicialmente para la fase rica en dietil éter se prepararon las soluciones mostradas en la tabla I, para ello, se midieron los volúmenes utilizando probetas, posteriormente a cada una de las soluciones se le adicionó gota a gota agua que estaba contenida en una bureta, luego se agitó hasta que se tornara turbia cada solución y se midieron los volúmenes de agua gastado para cada solución.

Para la fase rica en agua se prepararon las soluciones que se muestran en la tabla II y para cada una de estas se adicionó gota a gota dietil éter que estaba contenido en la bureta, se tuvo en cuenta la agitación hasta que se tornaran tornara turbia cada una de las soluciones y se midió el volumen de dietil éter gastado para cada solución.

TABLA I.

Soluciones preparadas fase rica en agua.

# Volumen Agua Volumen Ácido acético

1 5 1.0

2 5 1.5

3 5 2.0

4 5 2.5

5 5 3.0

6 5 3.5

7 5 4.0

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