Equilibrio Líquido-Líquido ternario

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO

-Facultad de Estudios Superiores de Cuautitlán-

Reporte experimental # 7

“Equilibrio Líquido-Líquido Ternario”

Fecha: Lunes 25 de Mayo de 2015

Cuautitlán Izcalli, Estado de México

Alumno: Félix Tonatiuh Quiñones Rubio

Profesor: Dr. Ricardo Baltazar Ayala

Índice

Introducción:----------------------------------------------------------------------2

Objetivos:--------------------------------------------------------------------------2

Procedimiento experimental:-------------------------------------------------3

Resultados:-----------------------------------------------------------------------4

Análisis de resultados:---------------------------------------------------------5

Conclusiones:--------------------------------------------------------------------11

Bibliografía:-----------------------------------------------------------------------12

Introducción

Para realizar un diagrama de fases para un sistema formado por tres componentes requeriríamos de 4 dimensiones, cosa que resulta imposible, pero si mantenemos constantes dos variable, es posible realizar un diagrama bidimensional, usualmente la temperatura y la presión son mantenidas constantes, las dos dimensiones corresponden a las composiciones de dos de los tres componentes. Tradicionalmente, los diagramas de fases de tres componentes se han hecho en un diagrama triangular a temperatura y presión constante, donde cada lado del triangulo corresponde a la composición de un componente. Dependiendo de la miscibilidad de cada par de componentes, dependerá la forma del diagrama de fases. El caso más simple es aquel donde los tres componentes son miscibles. El caso que nos interesa es aquel donde un par de componentes son parcialmente miscibles. Es este caso supongamos que mezclamos estos dos componentes, teniendo como resultado dos fases, si ahora añadimos un tercer componente, este se distribuirá en las dos fases, aquí hablamos de tres composiciones, una es la composición global del sistema que se calcula a partir de las cantidades de los tres componentes que se mezclaron inicialmente, Las otras dos composiciones corresponden a las dos fases que se formaron, si graficamos estas tres composiciones en un diagrama triangular, estas deberán unirse por una línea recta, que es llamada línea de unión, podemos realizar más mediciones variando las cantidades iniciales de los tres componentes y obtener más líneas de unión. Si uniéramos los extremos de las distintas líneas de unión el resultado es conocido como la línea de saturación, dicha línea de saturación encierra un área (en forma de campana) dentro de la cual existen dos fases y fuera de esta campana el sistema solo presenta una fase.

Objetivos

1.- Estudiar sistemas de 3 componentes líquidos, con la formación de un par de líquidos parcialmente miscible.

2.- Determinar experimentalmente el equilibrio líquido-líquido para sistemas de 3 componentes y construir un diagrama de composición triangular.

Procedimiento experimental

Proceso

1.- En un matraz volumétrico de 25mL se vertieron, con la ayuda de la pipeta volumétrica, 2mL de cloroformo, y con la pipeta graduada se agregaron 0.15mL de agua. Se observó cierta turbidez, cosa que claramente demostró la presencia de dos fases. Se agregó ácido acético gota a gota desde una pipeta graduada de 2mL modificada con una jeringa, hasta que la mezcla turbia se volvió una solución. Se anotó el volumen correspondiente gastado de ácido acético.

2.- Al matraz de 25mL con la solución, se le añadieron otros 0.05mL de agua. Se obtuvo de nuevo una mezcla turbia.

3.- Se repitió el proceso con el ácido acético. Se añadieron 8 muestras más de agua y ácido acético al mismo volumen de cloroformo, variando los volúmenes a consideración.

Para determinar las líneas de reparto:

1.- Se prepararon las disoluciones K y L especificadas en el manual, con los siguientes volúmenes de cada componente:

Mezcla VCHCL3 / mL VH2O/mL VCH3OOH/mL

K 10 10 2

L 10 10 6

2.- Con ayuda del embudo de separación (lógicamente, con aproximadamente 90 minutos de reposo para que se pudieran observar claramente ambas fases) se separó la fase orgánica de la fase acuosa de cada mezcla con ayuda del embudo de separación.

3.- Se determinó la densidad de ambas fases para las dos mezclas con el método del picnómetro.

4.- Se prepararon 50mL de NaOH, de concentración 0.5M.

5.- Se valoraron alícuotas de 1mL de las fases acuosas de ambas mezclas (K y L), usando fenoftaleina como indicador.

Resultados

CURVA DE SOLUBILIDAD

T1=20ºC

Mezcla a b c d e f g h i j

VCHCL3 / mL 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2

VH2O/mL (ag) 0.15 0.05 0.1 0.15 0.2 0.45 1 2 2 2

(ac) 0.15 0.2 0.3 0.45 0.65 1.1 2.1 4.1 6.1 8.1

VCH3OOH/mL 1.15 1.25 1.51 1.83 2.09 2.9 4.37 6.74 8.78 10.6

LÍNEAS DE REPARTO

Mezcla VCHCL3 / mL VH2O/mL VCH3OOH/mL

K 10 10 2

L 10 10 6

mmicropic=1.0574g

mmicropic+H2O=2.0499g

mmicropic+f,acK=2.0667g mmicropic+f,acL=2.0893g

mmicropic+f,orgK=2.5139g mmicropic+f,orgL=2.4789g

VALORACIÓN DE LA FASE ACUOSA

[NaOH]=0.5054M

Mezcla VCH3OOH/mL VNaOH/mL

K 1 5.3

L 1 11.5

Análisis de resultados

Las densidades de los componentes reportados en la literatura para la temperatura de trabajo son, del 1.49g/mL del cloroformo, del agua son 0.9998g/mL y del ácido acético es 1.049g/mL.

Si sabemos cuanto volumen se agregó a cada disolución, podemos obtener cuánta masa agregamos, gracias a la densidad. Y a partir de las masas y las masas molares de cada componente, podemos obtener las cantidades en cada mezcla de cada componente, y a partir de las mismas, obtener la fracción mol. Podemos condensar el modelo de la siguiente manera (ejemplificando con los datos del agua).

ρ_(H_2 O)=m_(H_2 O)/V_(H_2 O) y n_(H_2 O)=m_(H_2 O)/M_(H_2 O) si

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