DETERMINACIÓN DEL NÚMERO DE PLATOS TEÓRICOS (ETAPAS) DE UNA COLUMNA DE DESTILACIÓN: Método de Mc Cabe Thiele - Reflejo Total

UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO

FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA

ESCUELA DE INGENIERÍA AMBIENTAL[pic 1]

Informe de Laboratorio N° 06.

DETERMINACIÓN DEL NÚMERO DE PLATOS TEÓRICOS (ETAPAS) DE UNA COLUMNA DE DESTILACIÓN: Método de Mc Cabe Thiele - Reflejo Total Experiencia Curricular

FISICO QUIMICA

Docente

 REYES LAZARO, WILSON

Autores

ESCUDERO YOVERA RONY

JARA FLORES DIEGO

NAVARRO GARCIA PABLO NOE

QUESQUÉN VILLEGAS JUNIOR

Programa de Estudios

INGENIERÍA AMBIENTAL

Ciclo de Estudios

V – B

TRUJILLO

JUNIO – 2022

ÍNDICE

I.        COMPETENCIAS Y CAPACIDADES        1

1.        Competencias del estudiante        1

2.        Capacidades del estudiante:        1

II.        OBJETIVOS        1

Objetivos generales        1

Objetivos específicos        1

III.        INTRODUCCIÓN        2

IV.        MARCO TEORICO        2

V.        MATERIALES Y METODOS        5

Materiales de laboratorio        5

Equipos de laboratorio        6

Sustancias utilizadas        7

Método utilizado        8

VI.        PROCEDIMIENTO        10

VII.        ORGANIZACIÓN DE DATOS        13

Cálculos:        13

VIII.        RESULTADOS        14

IX.        DISCUCIONES        15

X.        CONCLUSIONES        15

XI.        REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS        16

INDICE DE FIGURAS

Figura 1: Interpretación gráfica del PCI (Fernández, 2015)        3

Figura 2: Interpretación gráfica del PCS (Fernández, 2015)        3

Figura 3: Partes de una Bomba Calorimétrica (Anónimo, 2012)        4

Figura 4: Bureta (50 ml)        5

Figura 5: Matraz aforado (1000 ml)        5

Figura 6: Matraz de Erlenmeyer (300 ml)        5

Figura 7: Pipeta graduada (1 ml)        6

Figura 8: Bomba calorimétrica        6

Figura 9: Balanza analítica        6

Figura 10: Alambre de Nicrom N°32        7

Figura 11: Solución de Na2CO3        7

Figura 12: Anaranjado de metilo        7

Figura 13: Oxigeno medicinal        8

Figura 14: Agua destilada (H20)        8

Figura 15: Medición del alambre Nicrom N°32        10

Figura 16: Pesado del petróleo bunker        10

Figura 17: Adición de 1ml de agua destilada        10

Figura 18: Adición del oxígeno al vaso calorimétrico        10

Figura 19: Adición de 2L de agua        11

Figura 20: Colocación del vaso calorimétrico        11

Figura 21: Conexión del calorímetro        11

Figura 22: Medición de la temperatura        12

Figura 23: Destape del calorímetro        12

Figura 24: Extracción del alambre y limpieza con agua destilada        12

Figura 25: Adición del anaranjado de metilo        12

Figura 26: Estandarización del HNO3        13

Figura 27: Poder calorífico de combustibles        13

INDICE DE TABLAS

Tabla 1: Datos obtenidos experimentalmente        13

Tabla 2: Resultado finales        15

PRÁCTICA 06

 DETERMINACIÓN DEL NÚMERO DE PLATOS TEÓRICOS (ETAPAS) DE UNA COLUMNA DE DESTILACIÓN: Método de Mc Cabe Thiele - Reflejo Total

1. COMPETENCIAS Y CAPACIDADES

1. Competencias del estudiante

• El estudiante será capaz de separar una mezcla por medio del punto de ebullición de dos sustancias diferentes.
• Conocer los distintos puntos de ebullición del ácido acético (CH3COOH) y el etanol (CH3OH).

• Conoce la composición de etanol en una solución destilada y en una solución de residuo.  
• Es capaz de reconocer los instrumentos de laboratorio, el manejo de tablas, ecuaciones y propiedades de la combustión.

1. Capacidades del estudiante:

• Demuestra compromiso y colaboración para desarrollar el trabajo
• Conoce el fundamento del equilibrio L – V en el sistema binario.
• Aplica la teoría del equilibrio L – V en un proceso de separación de líquidos volátiles.
• Determina, usando el Método de Mc Cabe Thiele, el número de etapas teóricas de una columna de destilación fraccionada.
• Gestiona estrategias para la recolección de información investigativa que optimice los resultados.

1. OBJETIVOS

Objetivos generales

• Determinar el número de platos o etapas teóricos de una columna de destilación fraccionada.
• Obtener la gráfica de Equilibrio L-V en un Sistema Binario para proyectar los valores de composición.

Objetivos específicos

• Calcular e interpretar la gráfica de la curva la densidad de la mezcla binaria con la composición (XEt).
• Calcular e interpretar la gráfica de los datos de Equilibrio L-V Binario
• Identificar, analizar y explicar el proceso de separación de líquidos volátiles que ocurrieron durante el desarrollo del experimento.
• Identificar los materiales necesarios para el experimento y el funcionamiento durante el procedimiento.

1. INTRODUCCIÓN

1. MARCO TEORICO

2. MATERIALES Y METODOS

Materiales de laboratorio

• Probeta (100 ml): Es utilizado para medir la cantidad de alcohol que será evaluado para hallar la presión de vapor.

[pic 2]

• Condensador de bolas: Por donde subirá el vapor, pero debido al sistema de refrigeración de sus alrededores, hará que se precipite en gotas.

[pic 3]

• Balón de destilación: Contiene al alcohol y donde ocurrirá los cambios.

[pic 4]

• Recipiente de cristal: Es el sitio donde existirá una presión barométrica, al que luego se ira variando.

[pic 5]

• Frasco de seguridad: Permitirá que el vapor producido no llegue a la bomba de vacío, por si este pasa el condensador de bolas.

[pic 6]

• Adaptadores de vidrio: Para conectar los diferentes materiales a utilizar.
• Canicas: Permite regular la presión dentro del balón de destilación.
• Mangueras: Para conectar todos los sistemas con la misma presión.

[pic 7]

•  Termómetro: Para medir las temperaturas que variaran en el sistema.

Equipos de laboratorio

• Barómetro en forma de U: Contendrá mercurio en su interior, el cual permitirá calcular la diferencia de presiones barométricas y del interior del sistema.
• Fuente de calentamiento Eléctrico: Generar y agregar calor al balón de destilación donde estará la muestra.
• Bomba de vacío: Disminuye la presión de un sistema.
• Regulador de altura: O también llamada gata, para subir o bajar la fuente de calentamiento eléctrico.

Sustancias utilizadas

• Alcohol etílico: De 100% de purificación, será utilizado como muestra de líquido para determinar la presión de vapor experimentalmente.

[pic 8]

• Mercurio:  Es colocado en el barómetro de forma de U, para calcular la presión del sitio.

[pic 9]

• Agua de refrigeración: Estará pasando por alrededor del condensador de bolas, para que equilibré la temperatura con el vapor y precipite en gotas.

Método utilizado

Se utilizó el método experimental, haciendo uso del Método de Ramsey-Young, donde su utilizo sistemas de condensación, refrigeración, de calor y de presión, para identificar, calcular y relacionar los diferentes cambios producido durante el experimento.

Donde:

• [pic 10]
• [pic 11]
•  (4186 J/kg°C)[pic 12]
• [pic 13]
• [pic 14]

1. PROCEDIMIENTO

1. Introducir el alcohol etílico dentro del balón de destilación y conectarlo con el condensador de bolas y el resto de instrumentos mediante las mangueras.
2. El sistema debe presentar una presión barométrica antes del experimento, para asegurarse que está bien conectados.
3. Se enciende la bomba de vació y se disminuye la presión en los más bajo posible, a este punto notaremos que habrá un cambio de alturas en el barómetro y se tomará nota.
4. Procederemos a encender la fuente de calor y acercarlo al balón de destilación con la gata, para alcanzar la temperatura de presión de vapor, cuando llegue a este momento se notará como evapora a flujos y se notara gotas precipitando en el líquido.
5. Luego procederemos a cambiar la presión, abriendo la válvula y aumentara, para lo que requerida aumentar la temperatura para hallar el nuevo punto de equilibrio
6. Y de esta forma se continuará hasta llegar a equilibrio a la presión barométrica y obtener la temperatura de equilibrio a ese punto.

1. ORGANIZACIÓN DE DATOS

Cada cambio de presión que se aplicó al sistema, se calculara por la diferencia de alturas en el barómetro, así mismo necesitara una temperatura distinta para llegar a su punto de ebullición, por lo que los datos obtenidos durante el experimento fueron:

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