Determinación de la temperatura crítica de disolución de un sistema binario.

 Universidad de Santiago de Chile
Facultad de Química y Biología
Pedagogía en Química y Biología
Laboratorio de Fisicoquímica II
Primer Semestre 2013









Laboratorio N°2
Sistema Binario
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Determinación de la temperatura crítica de disolución de un sistema binario._______________________________________________________________________________________________












Laboratorio N°1: Primera Ley de la Termodinámica


Determinación de la temperatura crítica de disolución de un sistema binario.

Nombre de los integrantes.


Resumen

En este práctico se trabajó con un sistema binario de fenol-agua, al cual se le determinó la temperaturacrítica en la disolución. Para esto se utilizaron 9 tubos de ensayos en los cuales se agregaron distintas cantidades de fenol y agua, con la condición final de 6g cada mezcla. Enseguida se calentó cada tubo en un baño maría, donde se midió la temperatura de miscibilidad (el paso de bifase a monofase). Luego se dejó enfriar el sistema para medir la temperatura a la cual volvía a ser inmiscible (demonofase a bifase). Con ambas temperaturas se calculó el promedio para cada tubo.
Finalmente se obtuvo la temperatura crítica del sistema, la cual fue de 72ºC en nuestro caso y 71,5°C para todas las mediciones del práctico, mientras que la señalada en la literatura es de 68ºC.
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1. IntroducciónLos líquidos que forman una mezcla pueden ser miscibles, parcialmente miscibles o totalmente inmiscibles. Cuando dos líquidos parcialmente miscibles se mezclan, se obtiene un rango de composiciones en equilibrio en las dos fases, que dependen de la proporción en que se mezclan los líquidos y de la temperatura.
En el caso del fenol y agua (solución sólida, líquida) al elevar la temperatura, lamezcla aumenta su solubilidad, siendo ésta distinta para cada rango de composición. Si una serie de tubos que contienen porcentajes diversos pero conocidos de fenol y agua, se calientan (o se enfrían, si es necesario) hasta formar una solución homogénea y se registran las temperaturas respectivas, se obtendrá una curva similar a la de la figura 1.1.
En la figura 1.1, el área dentro de la curvacorresponde a la región en que las mezclas fenol y agua están separadas por dos capas. Mientras que en la región fuera de la curva solo existe una solución homogénea, compuesta por una fase. La temperatura máxima en la curva se denomina temperatura crítica de solución, o sea la temperatura por encima de la cual hay una solución homogénea sea cual fuere la composición de la mezcla.
Figura 1.1:Solubilidad Fenol en agua






Para describir el estado de equilibrio de un sistema con varias fases y diversas especies químicas se puede utilizar la regla de las fases, que permite determinar la variancia del sistema (o sea, el número de variables independientes del sistema):
V = 2 + (C – R) – F [1]

Donde V son los grados de libertad o variancia, F corresponde al número de fasespresentes, C al número de componentes y R al número de restricciones.
En este Laboratorio se determinará la temperatura crítica de disolución de un sistema binario fenol-agua.
2. Metodología
Materiales:
9 Tubos de ensayos.
Bureta de 50mL
Mechero
Pinzas
Soporte
Termómetro
Pinzas
Vasos de precipitado grande y pequeño.
Fenol.
Agua.
Procedimiento: Se entregaron 9 tubos de ensayos confenol con diferentes masas (0,6g; 1g; 1.5g; 2g; 2,5g; 3g; 3,5g; 4g; 4,2g), luego, a partir de una bureta se añadió un volumen de agua adecuado para completar una masa total de 6g (densidad agua=1g/mL, por lo tanto el volumen de agua añadido es equivalente a la masa).
Se toma un tubo de ensayo y se calienta a baño maría individualmente en el vaso precipitado grande en constante agitación y se...