“ELABORACIÓN DE GRÁFICOS REFERENTE A EQUILIBRIO LÍQUIDO-LÍQUIDO”

UNIVERSIDAD DE EL SALVADOR

FACULTAD DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA

ESCUELA DE INGENIERÍA QUÍMICA E INGENIERÍA

DE ALIMENTOS

FISICOQUÍMICA II

TEMA:

“ELABORACIÓN DE GRÁFICOS REFERENTE A EQUILIBRIO LÍQUIDO-LÍQUIDO”

DOCENTE:

ING. ANA CECILIA DÍAZ DE FLAMENCO

INTEGRANTES:

NOMBRE CARNÈT

MENDOZA MAGAÑA, LUISA MARIA MM10048

MOLINA QUINTANILLA , GLENDA BEATRIZ MQ11009

SECCIÓN PONDERACIÓN NOTA

CARÁTULA 5.0%

ÍNDICE 5.0%

INTRODUCCIÓN 10.0%

OBJETIVOS 10.0%

MARCO TEÓRICO 40.0%

CONCLUSIONES 20.0%

BIBLIOGRAFÍA 5.0%

ANEXOS 5.0%

CIUDAD UNIVERSITARIA, LUNES 1 DE JULIO DE 2013.

INDICE

iNTRODUCCIÓN 1

OBJETIVOS 2

MARCO TEÓRICO 3

CONCLUSIONES 13

BIBLIOGRAFIA 14

ANEXOS 15

INTRODUCCIÓN

Mediante la realización del presente trabajo se hace uso del Equilibrio Liquido/Liquido (ELL) el cual es muy importante para las operaciones industriales tales como la extracción con disolventes. En este equilibrio se utilizan los mismos criterios que para el ELV, es decir, uniformidad de T y P y de la fugacidad para cada una de las fases.

El trabajo consiste en utilizar la ecuación A= (-1500)/T +21.1 -3lnT; la cual describe el equilibrio líquido-líquido entre dos sustancias desconocidas por medio de un sistema de la forma GE=Ax1Ax2 (base termodinámica para el cálculo), para poder elaborar ciertos diagramas como por ejemplo el diagrama T vs X el cual es conocido como diagrama de solubilidad, diagrama de A vs X y de A vs T.

Teóricamente se espera obtener un diagrama de cosolubilidad inferior, en este tipo de diagramas la temperatura de solubilidad es un mínimo al graficar T vs X a P cte., la solubilidad va disminuyendo directamente con la temperatura; las temperaturas máximas y mínimas se conocen como temperatura crítica de solución inferior (TSCL) y temperatura crítica de solución superior (TSCS), a temperaturas entre éstas es posible el ELL.

Se considerará que A será mayor que 2, en este caso la ecuación tendrá tres raíces reales x=1/2, x=r y x=1-r donde 0<r<1/2. El proceso consiste en que a partir de los valores de A se trazará una gráfica contra T la cual representará la curva de solubilidad; en nuestro caso, sólo hay una T (339.7 K) que resuelve la ecuación asignada para el intervalo de temperatura considerado, sin embargo esta temperatura es una TSCL ya que HE (entalpía de exceso) es negativa ya que A disminuye de a 2 a medida que la T decrece lo cual indica un sistema exotérmico.

OBJETIVOS

Aplicar ecuaciones termodinámicas para el diseño de diagramas con el fin de describir los equilibrios en un sistemas líquido binario

Utilizar la expresión más sencilla para GE/RT para poder predecir el ELL mediante el parámetro Ax1x2

Comprobar que la forma real de una curva de solubilidad está determinada por la dependencia con respecto a la temperatura de GE/RT

Enfocar la resolución de problemas referentes a la carrera de ingeniería química al uso de herramientas informáticas tales como MATLAB.

MARCO TEORICO

El equilibrio liquido liquido

El equilibrio es una condición estática en la cual no ocurren cambios con respecto al tiempo en las propiedades macroscópicas de un sistema. Esto implica un equilibrio de todos los potenciales que pueden causar algún cambio. En la práctica de la ingeniería, la suposición del equilibrio está justificada cuando lleva a resultados de una exactitud satisfactoria.

El presente trabajo está relacionado con el equilibrio líquido-líquido pues valiéndonos de la teoría encontrada en diferentes textos y bibliografías acerca de dicho equilibrio, y mediante la ecuación proporcionada por la cátedra A=975/T-18.4 + 3LnT

Con dicha información procedimos a utilizar la ecuación: G^E/RT =Ax1.x2 lo cual para nuestro sistema de estudio se cumple que: A[(1-〖x1〗^∝ )^2-〖(1-〖x1〗^β)〗^2]=ln⁡〖〖x1〗^β/〖x1〗^∝ 〗 y

A[(〖x1〗^∝ )^2-〖(〖x1〗^β)〗^2]=ln⁡〖〖1-x1〗^β/〖1-x1〗^∝ 〗 Sustituyendo en una de las ecuaciones anteriores 〖x1〗^∝= 1-〖x1〗^β mediante la ecuación resultante procedimos a determinar la y la TSCS(es una temperatura consoluta superior, o una temperatura critica de solución superior) y la TSCI (temperatura consoluta inferior, o una temperatura critica de solución inferior).

Luego se generaron valores de A para las temperaturas determinadas anteriormente como límites y se procedió a asignar valores de temperatura para las composiciones de la fase alfa determinadas con lo cual después se pudo ver la tendencia mediante el trazado del gráfico T-X1 resultante

Si se añaden pequeñas cantidades de tolueno a un recipiente que contiene benceno puro, observamos que, con independencia de la cantidad de tolueno que se ha añadido, la mezcla obtenida permanece como una fase liquida. Los dos líquidos son completamente miscibles.

Muchos pares de especies químicas que se deben mezclar para formar una sola fase líquida dentro de ciertos límites de composición podrían no satisfacer el criterio de estabilidad de la ecuación (14.5). Por consiguiente, tales sistemas, se separan en este intervalo de composición en dos fases líquidas de composiciones diferentes.

Si las fases están en equilibrio termodinámico, el fenómeno es un ejemplo del equilibrio líquido - líquido (ELL), el cual es importante para operaciones industriales, por ejemplo, la extracción con disolventes.

Los criterios de equilibrio para ELL son los mismos que para el EVL, es decir, uniformidad de T y P y de la fugacidad fi, para cada una de las especies químicas a través de ambas fases. Para el ELL en un sistema de N especies a T y P uniformes, se identifican las fases líquidas por medio de subíndices a y B, y se escriben los criterios de equilibrio como:

De acuerdo con las ecuaciones (14.10) y (14. ll), se puede escribir N ecuaciones de

Equilibrio en 2N variables intensivas (T, P y N - 1

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