Equilibrio líquido-vapor

EQUILIBRIO LÍQUIDO – VAPOR DEL SISTEMA BINARIO N-HEXANO – ETANOL

Universidad de Carabobo

RESUMEN

El objetivo general de la práctica se basa en el estudio del equilibrio líquido – vapor del sistema binario n-hexano – etanol a condiciones isobáricas; para ello se prepararon soluciones variando las concentraciones de sus componentes, a las mismas se les determinó el índice de refracciónde modo de construir la curva de calibración. Además, se realizó en el equipo de destilación el análisis del equilibrio líquido - vapor de la mezcla de dos maneras: primeramente el n-hexano se encontraba en mayor proporción en el calderín del equipo, al cual se le fue añadiendo etanol, y por cada adición se tomaron muestras de condensado y de líquido del calderín a las cuales se les determinótambién el índice de refracción, luego se añadió etanol en mayor proporción en el calderín y se repitió el procedimiento pero añadiendo solución de n- hexano recuperada. La curva de calibración del índice de refracción en función de la composición molar de la mezcla arrojó una tendencia que sigue la siguiente ecuación: η = 0,0153Xn-Hex + 1,3612. La composición y temperatura del azeótropo corresponden a(0,4444 ± 0,0003) Adim. y (56,0 ± 0,1) ºC respectivamente.
Palabras clave: azeótropo, destilación, índice de refracción, líquido – vapor, refractómetro.

INTRODUCCIÓN

Para llevar a cabo el estudio del equilibrio líquido – vapor se determina la relación que existe entre el índice de refracción de la mezcla y la fracción molar del componente más volátil mediante una curva de calibración,análogamente se realiza una curva adicional conociendo la variación de la densidad de dicha mezcla respecto a la fracción molar del componente más volátil nuevamente; por otra parte, también se determina los coeficientes de actividad de dichas mezclas. El equilibrio líquido-vapor es de gran importancia en los procesos de destilación, específicamente en columnas de fraccionamiento; en la cual elequilibrio no se establece en cada posición de la columna, sino que el vapor rico en el componente más volátil asciende a los platos superiores, mientras que el líquido desciende con mayor composición en el componente menos volátil [1].

METODOLOGÍA

Se prepararon soluciones de la mezcla binaria n- hexano – etanol a diferentes concentraciones, para preparar cada una de ellas se midieron con pipetasgraduadas el volumen correspondiente de cada componente y se mezclaron en un picnómetro de 10 mL; luego de preparar cada solución se pesó en una balanza analítica y se procedió a medir el índice de refracción con el refractómetro, dicho procedimiento se realiza para todas la soluciones a preparar. En el equipo de destilación se añadió primeramente al calderín (30,0±0,5) mL de n-hexano, medidoscon un cilindro graduado, y tres perlas de ebullición, se colocó bajo el calderín una manta de calentamiento y se esperó a que se alcanzara la temperatura de equilibrio, seguidamente se tomaron en unos recipientes muestras de vapor condensado y líquido del calderín, a las cuales se les midió el índice de refracción de igual manera como se realizó anteriormente. Posteriormente, se retiró la manta decalentamiento hasta enfriar la solución y se colocó nuevamente luego de añadir en el calderín diferentes volúmenes de etanol individualmente, se aplicó por cada adición el mismo procedimiento mencionado previamente; la solución que queda en el calderín se recoge en un beaker (solución recuperada). Se realizó nuevamente todo el procedimiento ya indicado, sin embargo, en este caso se agregaroninicialmente (30,0±0,5) mL de etanol al calderín y se añadió gradualmente diferentes volúmenes de solución recuperada.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Cuando las moléculas de un líquido tienen suficiente energía para escapar de la superficie, sucede un cambio de fase. La evaporación o vaporización es el proceso en el cual un líquido se transforma en gas, cuando ocurre este fenómeno llegará un...