PRACTICA #2 EQUILIBRIO SÓLIDO-LIQUIDO, SISTEMA BINARIO

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE OAXACA

DEPARTAMENTO DE QUIMICA Y BIOQUIMICA

FISICOQUIMICA

BARRANCO TOLEDO JULIO CÉSAR

03 DE NOVIEMBRE DEL 2015

Objetivo de la práctica: Obtener datos suficientes para construir un grafico de equilibrio solido-liquido ( ESL) para Naftaleno y Fenol.

Marco teórico

Para describir el estado de equilibrio de un sistema de varias fases y diversas especies químicas deberemos conocer el número de variables intensivas independientes que definen el sistema. Para conocer este número se aplica la regla de las fases: F = C-P + 2; donde P es número de variables intensivas independientes (grados de libertad), C el número de componentes químicos del sistema, y F el número de fases presentes en el sistema.

Para el tipo de sistema que nos interesa: sólido-líquido, el efecto de la presión es mínimo sobre ambas fases, luego en procesos de fusión a P cte, lo grados de libertad disminuyen por una variable y la Regla de Fases se reduce a: F = C - P + 1 

Para poder construir un diagrama de fases dado, los datos se obtienen de un análisis termal. De éste se crean las curvas de enfriamiento experimentales midiendo valores de temperatura y tiempo. Para un sistema de un componente puro en la fase líquida y usando la ecuación F = C - P + 1  los grados de libertad son igual a F = 1 donde la variable de temperatura es la que describe el sistema. Tan pronto coexistan las dos fases (sólido y líquido), P=2 y F=O y por lo tanto la temperatura es constante. Cuando todo el sistema se  convierte en sólido la temperatura vuelve a variar. El cambio en pendiente se debe a la diferencia en la capacidad calórica a presión constante del líquido y el sólido.

El resto de los puntos se obtienen preparando  mezclas de los dos componentes de sólidos inmiscibles, A y B de fracciones molares conocidas.

Al alcanzar la temperatura  tenemos de ahí en adelante  la  precipitación  simultánea de dos sólidos separados en fases diferentes. Una inspección microscópica de ese sólido revela cristales de A puros mezclados con cristales  de B   puro.  Recordemos  que la solución va cambiando mientras ocurre el enfriamiento. Al llegar a  la composición  de  la  solución  ha  cambiado el máximo permitido para ese sistema binario. La solución en  tiene el punto de fusión más bajo posible. A esta temperatura y presión es donde la fase líquida esta en equilibrio con los sólidos A  y  B.  A  la  temperatura  se le llama la temperatura eutéctica () y la composición de la solución cuyo punto de fusión es  (el más bajo posible) es la composición eutéctica.[pic 1][pic 2][pic 3][pic 4][pic 5][pic 6]

Desarrollo de la práctica

Material y equipo: 

• Tubo de ensaye
• Balanza
• Pinzas soporte
• Mechero de Bunsen
• Espátula
• Termómetro

Reactivos:

• Naftaleno sólido
• Fenol sólido

1.- Se colocó 1 g de Naftaleno en el tubo de ensaye y .11 g de Fenol, para construir una mezcla al 10%  de Fenol.

2.- La mezcla se colocó en la flama al mismo tiempo que se hacían movimientos circulares hasta que los dos sólidos se fusionaran para crear una mezcla liquida homogénea.

3.- Cuando la mezcla se transformó en una sola fase se retiró de la flama y se dejo enfriar (observando en todo momento), en el instante en que la mezcla homogénea presentaba un poco de turbidez se anotaba la temperatura en la que el sistema estaba sometido.

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