Previo Diagrama De Fases CicloHexano

A1. CUESTIONARIO PREVIO

1. Expresar la regla de las fases de Gibbs. y explicar qué información proporciona en la

construcción del diagrama de fases.

En química y termodinámica, la regla de las fases de Gibbs describe el número de grados de libertad (L) en un sistema cerrado en equilibrio, en términos del número de fases separadas (F) y el número de componentes químicos (C) del sistema. Esta regla establece la relación entre esos 3 números enteros dada por:

L=C-F+N

La regla de las fases de Gibbs fue derivada de principios termodinámicos por Josiah Willard Gibbs hacia 1870.

Las variables necesarias para describir el sistema son la presión, la temperatura y las fracciones molares relativas de los componentes en cada fase de cada uno de los componentes de cada fase, eso nos da un número máximo de grados de libertad para cualquier sistema.

2. Definir los conceptos de componente, fase y grado de libertad.

Componente: En un sistema es el menor número de constituyentes químicos independientemente variables, necesarios y suficientes para expresar la composición de cada fase presente en cualquier estado de equilibrio.

Fase: Apariencia física de la materia con propiedades específicas de presión volumen y temperatura que hacen lucir a la materia de forma homogénea.

Grado de libertad: Cantidad de variables que se pueden modificar en el sistema sin afectar el número de fases en equilibrio.

3. Escribir las ecuaciones de Clapeyron y Clausius-Clapeyron, indicar el significado de los

términos que aparecen en ellas y explicar en qué casos de equilibrio de fases se aplica cada

una.

a) Ecuación de Clapeyron

Es una importante relación termodinámica pues permite determinar la entalpía de vaporización (Hv) a una temperatura determinada midiendo simplemente la pendiente de la curva de saturación en un diagrama P vs T y el volumen específico del líquido saturado y el vapor saturado a la temperatura dada.

La ecuación de Clapeyron es aplicable a cualquier proceso de cambio de fase que suceda a temperatura y presión constante. Se expresa en una forma general como

Donde los subíndices 1 y 2 indican las fases que se presentan.

b) Ecuación de Clausius-Clapeyron:

Ln P2/P1= - (Hv/R) (1/T2-1/T1)

Es aplicable para para predecir dónde se va a dar una transición de fase: líquido-vapor y sólido-vapor.

4. Explicar qué representa el punto triple en un diagrama de fases. Proporcionar dos ejemplos.

Es el punto a determinada presión y temperatura en el cual se encuentran los tres estados de agregación de la materia.

4. Explicar qué representa el punto triple en un diagrama de fases. Proporcionar dos ejemplos.

5. Definir los términos siguientes: temperatura de fusión, temperatura de ebullición,

temperatura crítica, presión crítica, entalpía de fusión, entalpía de vaporización.

6. Investigar en la literatura los datos siguientes para el ciclohexano:

Temperatura de fusión normal K

280

Temperatura de ebullición normal. K

354

Temperatura crítica K

562

Presión crítica atm

48.35

Hf kJmol-1

9.866

Hv kJmol-1

33.899

Densidad del líquido g mL-1

Densidad del sólido g mL-1

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