Practica No.3 QUIMICA

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENÍERIA QUIMÍCA

E INDUSTRIAS EXTRACTIVAS

**LABORATORIO DE TERMODINAMICA **

PRÁCTICA No.3

**EQUILIBRIO LIQUIDO-VAPOR DE UN SISTEMA QUE OBEDECE LA LEY DE RAOULT**

NOMBRE DEL PROFESOR:

Ing. María Mateos Hernández

GRUPO: SECCIÓN: “B” EQUIPO: 1

NOMBRE DE LOS INTEGRANTES:

REYES RIVERÓN DIANA

TREJO ESTRADA MAYRA

VARGAS PALACIOS EDGAR

VELAZQUEZ AMADO ANA PATRICIA

FECHA DE ENTREGA: 17/ OCTUBRE / 2011.

**INDICE**

OBJETIVOS ………………………………………………………………….…………………..

HOJAS DE SEGURIDAD DE METANOL ………………………………………...……………..

HOJAS DE SEGURIDAD DE ISOPROPANOL……………………………………….…………

CONSIDERACIONES TEORICAS………………………………………………………………

DEARROLLO DE LA PRACTICA (PROCEDIMIENTO)………………………………….…….

TABLA DE DATOS EXPERIMENTALES …………………………………..………….…………

CÁLCULOS…………………………………………………………………………………….

.

TABLAS DE RESULTADOS……………………………………………………………………..

GRÁFICAS…………………………………………………………………………………….

CONCLUSIONES………………………………………………………………………………

BIBLIOGRAFIA……………………………………………………………………………….

OBJETIVOS

1. Preparar una serie de soluciones de metanol (1) – isopropanol (2) de diferente concentración.

2. Determinar experimentalmente la temperatura de burbuja, a presión ambiente, de cada una de las soluciones preparadas.

3. Cuando las soluciones se encuentren en ebullición, tomar una muestra de los vapores, por análisis determinar su composición.

4. A partir de las condiciones y datos experimentales, elaborar el diagrama de fases t vs xy y la grafica y vs x.

5. Determine la temperatura de burbuja y composición de la fase gaseosa teórica de cada solución, usando el algoritmo apropiado que se deriva de la ley de Raoult.

6. Elabore el diagrama de fases teórico t vs xy y la grafica y vs x de acuerdo a los datos obtenidos en 5.

7. Por comparación de los diagramas de fases elaboradas con los datos experimentales y teóricos, observa que el sistema obedece la ley de Raoult.

CONSIDERACIONES TEORICAS

* RELACIONES PRESIÓN-COMPOSICIÓN Y TEMPERATURA-COMPOSICIÓN EN DISOLUCIONES IDEALES

Si la disolución es ideal, ambos componentes obedecen la ley de Raoult, luego la presión total es una función lineal de la fracción molar de cualquiera de los dos componentes en la fase líquida (χi):

Para conocer la relación entre la presión total del sistema y la composición del vapor, basta suponer el comportamiento ideal del gas: la presión parcial de cada gas (Pi) será igual a la presión total (P) por su fracción molar (yi), es decir, se cumple la ley de Dalton , por tanto la composición del gas se relaciona con la composición del líquido por la expresión: . Por lo que la relación entre la presión del gas y su composición vendrá dada por:

El conocimiento de la relación entre la P del sistema y la composición de las dos fases, líquida y gas, permite dibujar el diagrama de fases a T constante: | * Por encima de la línea de vaporización, ej. en el punto A, sólo existe fase líquida. * Por debajo de la línea de condensación, baja presión, sólo existe fase gas. * La región entre las dos curvas es bifásica, coexisten en equilibrio líquido y vapor. En el punto B la mezcla se separa en una fase líquida y otra gaseosa, cuya composición se determina trazando la llamada línea de equilibrio, que representa la presión del sistema y pasa por el punto B. La línea de equilibrio corta la línea de vaporización en el punto L, cuya abcisa determina la composición de la fase líquida x2. La línea de equilibrio corta la línea de condensación en el punto V, cuya abcisa determina la composición de la fase gas y2. |

En el diagrama anterior se observa como en el caso de una disolución ideal el vapor se enriquece en el componente más volátil (P*2>P*1 luego a una T y P dada, y2> x2). Si representamos a P constante, el diagrama de fases temperatura-composición, se observa como la línea de vaporización no es una recta, y que la curvatura de la línea de condensación está invertida respecto al diagrama de fase isotérmico, ya que si P*2>P*1, T*V2<T*V1 | |

Esto tiene una importante aplicación, ya que hace posible la separación de líquidos miscibles mediante la destilación. Según el diagrama, si partimos de una disolución ideal de los líquidos 1 y 2, cuya composición sea χ2=0.4, la temperatura de ebullición será la ordenada del punto L. A esa temperatura, la composición del gas se determina por la abcisa del punto V. Como se ve el gas tiene una composición más rica en el componente más volátil, en este caso el 2. Si el gas se separa y se enfría, el condensado será ahora una disolución de composición χ2=0.6. Este líquido puede volver a calentarse hasta su nuevo punto de ebullición, más bajo que el anterior, y tras repetir varias veces el proceso de recogida del vapor, condensación, y reevaporación, se pueden separar los líquidos que formaban la disolución ideal.

* Relaciones presión-composición y temperatura-composición en disoluciones no-ideales

Muy pocos sistemas forman disoluciones ideales en todo el rango de composición, aunque todas se aproximan al comportamiento ideal cuando están suficientemente diluidas. De hecho se habla de disoluciones diluidas ideales (o idealmente diluidas) cuando la fracción molar del disolvente se aproxima a la unidad, de forma que las moléculas de soluto sólo interaccionan con el disolvente dada su dilución.

En el caso de disoluciones no-ideales el potencial químico se define en función de la actividad (a), que podríamos considerar como una "concentración efectiva" : ; si el μi0es el potencial químico de la sustancia en su estado normal.

* a = P/P0 en el caso de gases ideales , siendo P0 = 1bar

* a = Pi en el caso de gases ideales en una mezcla

* a = 1 en el caso

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