Pre lab termodinamica

Objetivo : Comprobar los modelos de balances de materia y energía asociados a una destilación batch de una solución no ideal

Diseñar aspectos básicos y protocolos de laboratorio (mezcla al 60% molar en iso propanol)

Definir las condiciones básicas de operación y el procedimiento de puesta en marcha

Analizar instrumentos de medición y aprender su utilización y cuidados

Buscar información relevante del sistema en análisis: volúmenes, entalpías, datos de equilibrios de fases

Comprender los balances de materia y energía dinámicos del sistema y entender la evolución del experimento, de modo de predecir la confiabildiad de la toma de datos. Plantear el balance de energía y los datos necesarios para seguir su seguimiento

Analizar las fichas de seguridad de los reactivos indicados para saber como proceder en el laboratorio.

Cosas a realizar:

• Antecedentes teóricos
• Procedimiento experimental
• Instrumentos medición
• Info literatura
• Balance materia y energía
• Fichas de seguridad

Índice

1. Introducción

1. Objetivos

1. Objetivo general
2. Objetivos específicos

1. Marco teórico

1. Primera Ley de la Termodinámica
2. Ley de la conservación de la materia
3. Azeótropos
4. Operaciones de separación mezcla - DESTILACIÓN

1.  TIPOS DE DESTILACIONES.

1. Propiedades de mezclado

1.  TIPOS DE PROPIEDADES.

1. Fichas de seguridad.

1. Materiales

1. Procedimiento experimental

1. Calibración
2. Experimento Batch.

1. Tratamiento de datos

1. Balance de masa (dado en la presentación)
2. Balance de energía.
3. ….
4. ….

1. Propagación de errores

1. Resultados esperados.

3. Marco teórico

En el presente experimento se realizará y analizará las distintas variables presentes en un proceso de destilación batch de una mezcla no ideal, dada esta ultima consideración, y con el fin de comprender a cabalidad el comportamiento que presentan la solución y el destilado resultantes frente a distintas potencias y calores aplicados, se disponen a continuación una serie de conceptos teóricos que sustentan el desarrollo de esta operación de separación, y que permitirán justificar los resultados posteriormente obtenidos.

3.1 Primera ley de la termodinámica

Esta ley, es uno de los principios fundamentales de la termodinámica, y es descrita cualitativamente en el postulado de Clausius:

“Aunque la energía tiene numerosas manifestaciones, el total de Energía contenido en el Universo, que es la suma de todas las manifestaciones de la energía, es constante. En esta constancia, algunas manifestaciones específicas de la energía desaparecen, para transformarse simultáneamente en otras manifestaciones” [6]

Expresando cuantitativamente esta expresión, se vuelve:

[pic 1]

Segura, H. “Termodinámica de procesos químicos”, Valverde, Concepción, (2016).

3.2 ley de conservación de la materia

Esta ley fundamental, postulada en 1785 por Antoine Lavoisier postula que la materia presente en una reacción química, no se crea ni se destruye, solo se transforma. Para un caso práctico, y tomando en consideración este principio, se puede realizar un balance macroscópico para un sistema dado, resultando:

[pic 2]

Donde es la masa total del fluido contenido en el sistema elegido, y  es la variación de velocidad de flujo másico.   [pic 3][pic 4]

3.3 Destilación

La destilación es uno de los métodos más antiguos y comunes para la purificación de líquidos, este método consiste básicamente en una “cascada de fases en donde la mezcla de vapor está en equilibrio con el líquido”. Este proceso se suele realizar mediante columnas de destilación donde ocurre paralelamente transferencia de masa y energía, estas columnas suelen contener una serie de platos usados para mejorar la separación de los componentes, un recalentador que provee la vaporización necesaria para el proceso de destilación, un condensador, para enfriar y condensar el vapor que abandone el tope de la columna, y un reflujo.

...