Diagrama De Fases De Liquidos Parcialmente Miscibles

INFORME DE LABORATORIO Nº1:
Diagrama de Fases de Líquidos Parcialmente Miscibles.




Resultados brutos obtenidos
Para realizar el experimento se utilizó un sistema de baño maría en el cuál se calentó lentamente la mezcla de 5 gramos deFenol y diferentes volúmenes de agua hasta que se divisara una mezcla homogénea, es decir, transparente (Temperatura 1) y posteriormente extrajo el tubo del sistema, por lo que la temperatura disminuyó hasta que se formara nuevamente la fase heterogénea o turbia (Temperatura 2).
TABLA I: Temperaturas 1 y 2 registradas en grados Celsius de los diferentes volúmenes de agua (ml) agregados al Fenol.Volúmenes de Agua (ml) | Temperatura 1 (°C) | Temperatura 2 (°C) |
3 | 46,7 | 46,2 |
6 | 64,6 | 64,4 |
9 | 69,5 | 68,9 |
12 | 66,0 | 65,8 |
15 | 65,5 | 65,3 |
18 | 65,0 | 64,8 |
21 | 63.8 | 63,7 |
24 | 62,4 | 62,3 |
27 | 60,8 | 60,6 |
30 | 57,9 | 57,8 |

Análisis de Datos
Luego de construir el sistema necesario para determinar las temperaturas de formación de la fasehomogéneo (T1) y no homogénea (T2). Se calculó un promedio entre ambas temperaturas. Además se calculó la fracción molar del fenol para lo cual se tiene que el peso molecular del fenol (C6H6O) es igual a 94,11 g/mol, mientras que el del agua es de 18 g/mol. Para calcular los moles se utiliza:
[1] N= gmm
Donde “n” es el número de moles. “g” los gramos y “mm” la masa molar.
Para la fracción molar delfenol se utiliza:
[2] Xfenol= NfenolNtotales
Temperatura promedio (°C) | Agua (g) | Fenol (g) | Moles de fenol | Moles de agua | Fracción molar fenol (X) | Porcentaje en masa del fenol (%) |
92,20 | 3 | 5 | 0,053 | 0,167 | 0,241 | 62,50 |
64,50 | 6 | 5 | 0,053 | 0,333 | 0,137 | 45,45 |
69,20 | 9 | 5 | 0,053 | 0,50 | 0,096 | 35,71 |
65,90 | 12 | 5 | 0,053 | 0,667 | 0,074 | 29,41 |65,40 | 15 | 5 | 0,053 | 0,833 | 0,059 | 25,00 |
64,90 | 18 | 5 | 0,053 | 1,000 | 0,050 | 21,74 |
63,75 | 21 | 5 | 0,053 | 1,167 | 0,043 | 19,23 |
62,35 | 24 | 5 | 0,053 | 1,333 | 0,038 | 17,24 |
60,70 | 27 | 5 | 0,053 | 1,500 | 0,034 | 15,63 |
57,85 | 30 | 5 | 0,053 | 1,667 | 0,031 | 14,29 |
TABLA II: Fracción molar porciento en masa del fenol a las distintas temperaturas promedio entrela fase homogénea y heterogénea.

Utilizando el programa Origin Pro 8.0 para hacer la FIGURA I y el análisis de la curva obtenida, se tiene que la ecuación de la línea de tendencia cúbica que fue trazada:
Y= 46,334 + 535,801 X – 3878,165 X2 + 6875,238 X3, en donde “y” corresponde a la temperatura (°C) y “X” a los valores de fracción molar del fenol.
Para determinar la temperatura crítica,primero es necesario establecer la fracción molar de fenol a la cuál se obtiene dicha temperatura. Para ello, la ecuación obtenida en el gráfico se deriva e iguala a cero. De esta manera estaremos calculando el punto en donde la pendiente se hace nula y que por lo tanto, es el máximo punto posible dentro de la gráfica:
T (°C)’ = 535,801 – 7756,33 Xfenol + 20625,71( Xfenol)2 = 0
Se obtiene Xfenol=0,091, esta fracción molar representa la concentración crítica que corresponde a un 23,60 % de masa del fenol. Reemplazando este valor de la Xfenol en la ecuación cúbica se obtiene el valor de la temperatura crítica (Tc):
T °C’ = 46,334 + 535,801 ×0,091 – 3878,165 (0,091)2 + 6875,238 × (0,091)3
Tc = 68,158 °C

Utilizando nuevamente el programa Origin Pro 8.0 para hacer la FIGURA II y elanálisis de la curva obtenida, se tiene que la ecuación de la línea de tendencia cúbica que fue trazada:
Y= 41,757 + 1,513 X – 0,0205 X2 – 4,064 x 10-5 X3, en donde “y” corresponde a la temperatura (°C) y “X” a los valores del porcentaje en masa del fenol.
Siguiendo el mismo razonamiento anterior, derivamos la ecuación obtenida y la igualamos a cero, esta vez para determinar el porcentaje en...