Equilibrio Y Cinetica

Sistema 3

Bióxido de carbono puro en diferentes condiciones de presión y temperatura particularmente las que corresponden a los equilibrios solido-liquido, solido-vapor, liquido-vapor y las del punto triple.

1. ¿Cómo puedo representar gráficamente este sistema?

Se puede representaren un diagrama de fases que es la representación gráfica de las fronteras entre diferentes estados de la materia, generalmente en función de la presión y la temperatura.

El del CO2 es el que presentamos a continuación. Debemos observar que las pendientes de las curvas coloreadas (dp/dT) son todas positivas, como en la mayoría de las sustancias. Si nos centramos en los cambios de fase sólido-liquido (línea roja) tenemos que la pendiente de la curva es positiva: un aumento de presión en el CO2 sólido tenderá a aumentar la temperatura de fusión necesaria para pasar a líquido.

Los diagramas de fase de sustancias puras son diagramas P vs. T (o P vs. V) en los que se representan las regiones de P y T en las que son estables cada uno de los estados de agregación (sólido, líquido y vapor).

Estas curvas de equilibrio de fases se reúnen en un punto llamado punto triple, que representa el valor de P y T al cual coexisten las tres fases. La curva de equilibrio líquido-vapor se extiende hasta el punto crítico, que es la temperatura y presión por encima de las cuales la fase líquida y la fase vapor adquieren las mismas propiedades (densidad, etc.)

2. ¿Cuántos grados de libertad tiene este sistema en un equilibrio de dos fases?

El número de grados de libertad (o la varianza) L de un sistema en equilibrio: se define como el número de variables intensivas independientes necesarias para especificar su estado intensivo. Y se calcula:

F = C - P + 2

donde F = número de grados de libertad

C = número de componentes

P = número de fases presentes

2 = es el número de variables de estado del sistema (temperatura y presión)

F= 2

3. De que maneras matemáticas puedo predecir el comportamiento del sistema en un equilibrio entre cuales quiera dos fases.

La ecuación de Clapeyron permite calcular la pendiente de una línea de equilibrio entre dos fases en el diagrama de fases P-T de un sistema de un componente.

Ecuación de Clapeyron

La ecuación de Clapeyron es una de estas relaciones y permite determinar el cambio de entalpía asociado con un cambio de fase (como la entalpía de vaporización) a partir del conocimiento único de , y .

...