Equilibrio líquido-vapor

EQUILIBRIO LIQUIDO-VAPOR

DIAGRAMAS DE EQUILIBRIO

1. OBJETIVOS

I. Verificar la presión atmosférica en la ciudad de Sucre.

II. Determinar experimentalmente y analíticamente la T de ebullición del sistema agua-etanol a distintas composiciones y a la presión atmosférica local en Sucre.

III. Comprender la importancia de elegir correctamente el modelo termodinámico para determinar el equilibrio liquido-vapor

IV. Construir los siguientes diagramas:

a) Diagrama T-X-Y para el sistema etanol – agua

b) Diagrama X-Y para el sistema etanol – agua

c) Temperatura experimental vs X molar etanol

d) Temperatura teórica vs X molar etanol

e) ° Brix vs X

f) IR vs X

g) ℓ vs X

h) % Volumen vs X

i) % Volumen vs ° Brix

j) % Volumen vs ° IR

k) % Volumen vs ℓ

2. FUNDAMENTO TEORICO

Equilibrio entre fases

El equilibrio de fases implica una condición de equilibrio entre dos o más fases, cada una de las cuales constituye un todo homogéneo sin tendencia a cambiar sus propiedades con el tiempo. Existen dos aspectos muy concretos que se deben destacar, primero, resulta evidente que la temperatura de las fases debe ser la misma, de lo contrario existiría un flujo irreversible de energía calorífica entre ellas y segundo, también debe haber una igualdad de presiones ya que, si no, la inestabilidad ocasionaría una compresión de una de las fases y la expansión de la otra con un intercambio irreversible de energía. Sin embargo, estas dos condiciones no son suficientes para asegurar el equilibrio de fases.

Equilibrio Líquido – Vapor.-

El equilibrio de las fases líquido y vapor (ELV) es de gran utilidad en muchos procesos de separación y purificación, por lo que se ha dirigido un extenso número de investigaciones teóricas y experimentales para su mejor entendimiento. A pesar de que las mezclas binarias son un poco comunes, un amplio conocimiento de ellas resulta esencial, ya que la extrapolación de su comportamiento es necesaria para caracterizar a las mezclas multicomponentes.

(Walas en Chavela, et. al.2000).

Compuestos Polares y No Polares

Existen dos tipos de moléculas las moléculas polares y las moléculas no polares. Las moléculas polares son aquellas en las que no coincide el centro de distribución de cargas positivas y el de las negativas, el ejemplo más significativo es el agua. Los iones hidrógeno no están alineados y dispuestos simétricamente a uno y otro lado del ión oxígeno, sino que tienen una disposición triangular.

Las moléculas no polares son aquellas en las que coincide el centro de distribución de las cargas positivas y negativas. Las moléculas de oxígeno, nitrógeno, compuestas por dos átomos iguales pertenecen a esta categoría.

Las moléculas polares bajo la acción de un campo eléctrico experimentan un par de fuerzas que tienden a orientarlas en el sentido del campo. Las moléculas no polares, se hacen polares en presencia de un campo eléctrico, ya que las fuerzas sobre cada tipo de carga son iguales y de sentido contrario.

En el interior de una molécula las uniones entre los átomos que la constituyen son de tipo covalente y, por lo tanto, difícil de separar unos de otros. Sin embargo, entre dos o más moléculas también pueden producirse interacciones.

Estas interacciones de carácter electrostático se conocen, de forma genérica, como "fuerzas intermoleculares" y son las responsables de que cualquier sustancia, incluidos los gases nobles, puedan condensar.

Estas fuerzas se clasifican en dos tipos básicos: Las fuerzas de Van Der Waals y los enlaces por puente de hidrógeno.

El enlace covalente aparece, generalmente, en moléculas discretas (con un número determinado de átomos) y, también, se da en los llamados sólidos atómicos (o cristales covalentes).

Las dos teorías cuánticas que abordan la formación de este tipo de enlace son la Teoría del enlace de valencia (TEV) y la Teoría de orbitales moleculares (TOM). Durante este curso se estudiará principalmente el primero de ellos.

Polaridad

La polaridad química o sólo polaridad: es una propiedad de las químicas y físicas como el punto de fusión, punto de ebullición, fuerza intermolecular, etc.

Momento dipolar

Se define como momento dipolar químico (μ) a la medida de la intensidad de la fuerza de atracción entre dos átomos, es la expresión de la asimetría de la carga eléctrica. Está definido como el producto entre la distancia d que separa a las cargas (longitud del enlace) y el valor de las

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