Sistema Liquido De Tres Componentes

OBJETIVO GENERAL

Hallar experimentalmente la curva de saturación y las líneas de reparto para el sistema ácido acético-agua-cloroformo.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Comprender y aplicar correctamente el diagrama de Gibbs-Roozeboom.

Hacer el uso adecuados de los materiales que se vayan a utilizar en el laboratorio.

ASPECTOS TEÓRICOS

La regla de las fases fue determinada por Gibbs, correspondiendo la siguiente expresión:

P + F = C +2

Donde:

P: es el número de “Fases” presentes en el sistema.

C: es el número de “Componentes” del sistema en equilibrio, constituyéndose en el menor número de sustancias implicadas de forma independiente en la composición de cada fase.

F: es el número de “Grados de Libertad” del sistema.

Un sistema está completamente de finido cuando todas las variables intensivas tienen un valor determinado. Para que esto ocurra deben fijarse un número mínimo de variables intensivas, este número son los grados de libertad del sistema.

En un sistema de tres componentes los grados de libertad son: F = 3 – P + 2 = 5 – P. Si el sistema es de una sola fase se necesitarán cuatro variables para describirlo, estas puedan ser: presión, temperatura, las concentraciones de dos componentes.

Generalmente se representa al sistema a presión y temperatura constante, de modo que los grados de libertad del sistema son:

F = 3 – P

Por consiguiente, el sistema es bivariable cuando se representa una sola fase, univariable cunado se presentan dos fases e invariable cuando se presentan tres fases.

El diagrama de equilibrio para un sistema ternario a T y P constantes y como variables las composiciones X1, X2, X3, están relacionadas por X1 + X2 + X3 = 1, y se representa en un solo plano por el triángulo equilátero (representación de Gibbs), representación que se la toma como la forma estándar de los diagramas ternarios. La figura ilustra el caso de equilibrio ternario líquido-líquido para un par inmiscible.

La curva de solubilidad de dos líquidos poco miscibles entre sí y un tercero completamente miscible en los otros dos, se determina preparando mezclas conocidas de los dos líquidos poco miscibles y agregando con una bureta un volumen del líquido completamente miscible en los otros dos, hasta que la turbiedad de la mezcla desparezca.

PARTE EXPERIMENTAL

MATERIALES.

2 Buretas de 50 mL

3 Embudos de separación de 125 mL

1 Matraz aforado de 100 mL

1 Soporte universal

1 Pipeta volumétrica de 5 mL

1 Pipeta volumétrica de 1 mL

1 Pipeta graduada de 10 mL

2 Vasos de precipitado de 200 mL

REACTIVOS.

Agua destilada

Ácido clorhídrico

Hidróxido de Sodio

Ácido acético

Cloroformo

Fenolftaleína

PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL.

En la primera parte se tuvo que preparar una solución de hidróxido de sodio 2 M, y estandarizarlo con el ácido clorhídrico, y éste último con el carbonato de sodio. La concentración teórica del ácido clorhídrico tuvo un valor de: 2 M.

Primero se pesó una cierta cantidad de carbonato de sodio, y luego con los cálculos y datos adecuados se pudo determinar la concentración real del ácido clorhídrico, el cual tuvo un valor de: 2,33 M.

Estandarizando el hidróxido de sodio con el ácido clorhídrico se pudo conocer la concentración real del hidróxido de sodio, el cual tuvo un valor de: 2,35 M.

En la segunda parte, se deben hallar los datos necesarios para determinar la curva de saturación.

A partir de los datos encontrados de los volúmenes utilizados al añadir una cierta cantidad de cloroformo y otra de agua destilada (mezcal inmiscible), y con la ayuda de una bureta de 50 mL se añade ácido acético hasta que la solución se muestre homogénea, es decir que en este caso debe alcanzarse una completa miscibilidad.

El procedimiento en la segunda parte fue el siguiente:

En un matraz Erlenmeyer se introdujo 10 mL de cloroformo y 1 mL de agua destilada (inicialmente). Se observó que la mezcla fue inmiscible, así que con una bureta de 50 mL llena con ácido acético, se empezó a añadir al matraz con la mezcla inmiscible, y se observó que la solución se volvía cada vez más y más miscible, hasta que llego un punto en donde la solución presentó solamente una fase transparente, y se toma dato de la cantidad utilizada del ácido acético en la solución.

Este procedimiento se repite, pero esta vez utilizando la misma cantidad de cloroformo pero añadiendo 1,5 mL más de agua destilada, con lo cual quedaría añadido un total de 2,5 mL de agua destilada, luego se trabaja con 10, 20 y por último 30 mL de agua, y se toman los datos respectivos de las cantidades de ácido acético añadido a la solución.

En otro matraz Erlenmeyer se introdujo 2 mL de cloroformo con 5 mL de agua destilada, e igual que con el matraz anterior, se le va añadiendo ácido acético con la ayuda de una bureta de 50 mL, y así se va trabajando con los siguientes volúmenes de agua destilada: 10, 15y 20 mL, tomando siempre los datos de la cantidad utilizada de ácido acético en la solución.

En la tercera parte se deben encontrar la líneas de reparto para la curva se saturación previamente determinada con los datos adecuados.

El procedimiento que se siguió en esta parte fue el siguiente:

Se prepararon tres mezclas con un volumen total de 10 mL cada una, cada mezcla se coloca en un embudo de separación de 125 mL. Se agita vigorosamente cada mezcla; luego se separan las dos fases que se formaron en el embudo, la más densa es la rica en cloroformo, y se encontró en el fondo del embudo, y a esta fase se la llama fase orgánica, y la segunda fase, que se encuentra en la parte superior del embudo, se la llama fase acuosa.

Se debe pesar cada una de las fases en una balanza. Luego se utiliza toda la fase orgánica para titularla con la solución de hidróxido de sodio previamente preparada, utilizando fenolftaleína como indicador. A continuación se usa una alícuota de 5 mL de la fase acuosa y del mismo modo se la titula con el hidróxido de sodio, usando como indicador a la fenolftaleína.

Los datos obtenidos en esta última parte deben ser de la cantidad de hidróxido de sodio que se utilizó para titular las tres mezclas preparadas, y las masas del ácido acético en cada mezcla.

DATOS, CALCULOS Y RESULTADOS

En la primera parte de la práctica se encontró la concentración real del hidróxido de sodio.

Para determinar la concentración

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