Destilacion

Cuestionario
Las siguientes son las presiones de vapor aproximadas del benceno y tolueno a varias temperaturas.

Temperatura
(0C)
Presión de vapor de (mmHg)


Benceno

Tolueno
30 120 37
40 180 60
50 270 95
60 390 140
70 550 200
80 760 290
90 1010 405
100 1840 560
111 760

a) ¿Cuál es la fracción molar de cada componente en una solución de 20 g de benceno con 46 g detolueno?

Fracción molar del benceno = 20/(72+6) = 0.34
(20/78)+ (46/84+8)

Fracción molar del tolueno = 46/(84+8) = 0.66
(20/78)+ (46/84+8)
b) Suponiendo que esta es una mezcla ideal ¿Cuál es la presión de vapor parcial de benceno en esta mezcla a 60º C?
P = Po * N => P = 390 X 0.34 = 132.6
c) Calcule (al grado más próximo) la temperatura a la cual lapresión de vapor de la solución será igual a 1 atmósfera
Ptotal=1 atm
Pt=P°a*Na + P°b * Nb
1=0.34P°a +0.66*P°b

Haga una gráfica de la destilación de A (p.e. 60 0C) y B (p.e. 110 0C) para cada una de las siguientes situaciones:

A y B no forman azeotropo


A y B forman azeotropo: A esta en gran exceso en la mezcla.

A y B forman azeotropo: B esta en gran exceso en lamezcla.



Calcule la presión de vapor total a 100º C de una solución ideal formada por 0,5 moles de “X” y 0,5 moles de “Y”. La presión de vapor (a 100º C) de X puro es de 600 mmHg, y la de Y puro es de 80 mmHg. ¿Cuál es la presión parcial de cada componente en el vapor?

Cuando dos líquidos se mezclan la presión que tiene esta mezcla disminuye con respecto a las presiones de los compuestospuros. Según la ley de Raoult, se puede determinar las presiones de la mezcla partiendo de sus fracciones molares y sus presiones de vapor en estado puro. A partir de esta ley se obtienen las siguientes fórmulas

Px = P°x * Nx
Py = P°y * Ny
PT = P°x * Nx + P°y * Ny

De donde
X y Y son los compuestos que se mezclan.
Px y Py son presiones parciales de los compuestos Xy Y P°x y P°y son presiones de vapor de X y Y puros, a la temperatura de la solución.
Nx y Ny son las fracciones molares de X y Y
PT es la presión total de la mezcla.

Operando:
Px = 600 * 0.5 = 300 mmHg.
Py = 80 * 0.5 = 40 mmHg.
Por lo tanto:
PT = 300 mmHg + 40 mmHg = 340 mmHg.

Respuesta: La presión parcial del líquido “X” es 300 mmHg; mientras que ladel líquido “Y” es 40 mmHg. La presión total de la mezcla es de 340 mmHg.

Diferencias entre evaporación y ebullición.
La evaporación es el proceso físico por el cual una sustancia en estado líquido pasa al estado gaseoso, al haber tomado energía suficiente para vencer la tensión superficial.
Cuando existe un espacio libre encima de un líquido calentándose, una fracción de sus moléculas estáen forma gaseosa, al equilibrase, la cantidad de materia gaseosa define la presión de vapor saturante, la cual depende de la temperatura.
Si la cantidad de gas es inferior a la presión de vapor saturante, una parte de las moléculas pasan de la fase líquida a la gaseosa: eso es la evaporación.
La ebullición es el proceso físico en el que un líquido pasa a estado gaseoso. Se realiza cuando latemperatura de la totalidad del líquido iguala al punto de ebullición del líquido a esa presión. Si se continúa calentando se absorbe calor pero sin aumentar la temperatura, hasta que la totalidad de la masa pasa al estado gaseoso; y recién en ese momento continúa subiendo la temperatura. Este proceso es muy distinto a la evaporación, que es paulatino y no es necesario el calentamiento de toda lamasa. Es el proceso inverso a la condensación.
Cuando se calienta el agua por encima de 100ºC, se transforma en un gas, que llamamos vapor. Pero no se puede ver porque es transparente. En el nivel del mar, el agua hierve a una temperatura de 100ºC, que se llama punto de ebullición. En una olla a presión, el agua llega a una temperatura de 120ºC antes de hervir y así la comida se cuece más
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