Equilibrio Entre Fases

Equilibrio de fases líquido-vaporResumen: Una fase según la definición clásica, se define como materia uniforme en todas sus partes, tanto en composición química como física. Dos o más fases se presentan cuando hay una superficie macroscópica de separación entre las fases homogéneas. En la práctica se efectúo un experimento sobre el equilibrio liquidovapor de un sistema conformado porcloroformo-etanol, se determino la temperatura de ebullición de diferentes proporciones de los componentes antes mencionados, luego con los datos experimentales se elaboro un diagrama de fracción molar de uno de los componentes de una mezcla y punto de ebullición y después se determino si el sistema presenta desviaciones positivas o negativas según la ley de Raoult y Dalton. Palabras Clave: equilibrio, fase,temperatura de ebullición.

INTRODUCCIÓN TEÓRICA En contraste con los sistemas homogéneos, en los que la composición es uniforme a lo largo de todas sus partes, los sistemas heterogéneos pueden estar formados por materia en diferentes estados de agregación, a dichas porciones separadas de materia se les llama fases. Así mismo, aunque un sistema sea homogéneo tanto en sus propiedades físicascomo químicas, puede variar su concentración [1]. Los sistemas homogéneos o heterogéneos se clasifican según el estado de sus componentes (líquidos, sólidos, etc.) o la cantidad de sustancias que lo conforman como por ejemplo los binarios que están formados por dos componentes, los más sencillos son los líquidos, por su fácil manipulación. [3]. Hay diversas leyes que rigen el comportamiento de lasmezclas, una de las más conocidas es la de Dalton, la cual dice que la presión total de un sistema ideal es la suma de las presiones parciales de cada uno de los

componentes en una solución binaria. [4]. En una mezcla homogénea entre dos líquidos y teniendo en cuenta la ley de Dalton, pueden darse dos casos: el primero consiste en que si las fuerzas intermoleculares entre los líquidos son másdébiles que las que hay entre las moléculas de cada uno de ellos, la mezcla se considera real y no ideal; por ello la presión de vapor es mayor a la predicha y esto da origen a una desviación positiva y el mezclado es endotérmico. El otro caso se debe a que las moléculas de los dos líquidos se atraen con mayor fuerza que entre las del mismo tipo, esto causa que la presión de vapor sea menor a la quedebe haber por Dalton, a este efecto se llama desviación negativa y el mezclado es un proceso exotérmico. [2]. Aquí tenemos por ejemplo el sistema conformado por acetona-cloroformo En cuyo caso Pi< Piideal y γiP*1 luego a una T y P dada, y2> x2), como se puede observar en la figura 3. [6].

Figura 1: Representación de una desviación negativa de la ley de Raoult. Si aparece un máximo significa quehubo una desviación positiva bastante grande de la idealidad, y si aparece un mínimo se tiene una desviación negativa grande. [6]. En estos casos, Pi> Piideal, o lo que es lo mismo γi>1. (ver figura 2)

Figura 2: Representación de una desviación positiva de la ley de Raoult.

Figura 3: Diagrama de fases líquidovapor para una disolución ideal.

Muy pocos sistemas forman disoluciones idealesen todo el rango de composición, aunque todas se aproximan al comportamiento ideal cuando están suficientemente diluidas.

Hay muestras que no siguen esta conducta, sino que al destilarlo la composición del vapor es igual a la del líquido y por consiguiente la mezcla hierve a una temperatura constante, a esta disolución de punto de ebullición 2

constante se le denomina azeótropo, cabedestacar que un azeótropo no se puede separar por destilación fraccionada. Si un diagrama de fases muestra un máximo (desviación negativa) o un mínimo (desviación positiva), se determina que hay un azeótropo. Estas soluciones se comportan de manera parecida a la ebullición de un compuesto puro. [4]. Cuando la presión total cambia, también varían el punto de ebullición y la composición del azeótropo....