EQUILIBRIO LÍQUIDO - VAPOR EN UN SISTEMA BINARIO

EQUILIBRIO LÍQUIDO - VAPOR EN UN SISTEMA BINARIO


Resumen
La composición de una mezcla binaria se puede determinar conociendo los índices de refracción de los líquidos puros y de sus soluciones, tomando en cuenta sus destilados y residuos. En la práctica realizada, se estudió una mezcla de tolueno y etanol, determinando los índices de refracción de las sustancias puras, de lasmezclas y, después de destilar las mezclas, de sus destilados y de sus residuos. El método utilizado permite obtener la composición de una mezcla binaria líquido - líquido.
Palabras Claves: Composición, índice de refracción, sustancia pura, mezcla.
Abstract
The composition of a binary mix can be determined by knowing the refractive index of the pure liquids and their solutions, considering theirdistillates and residues. On the performed test, we studied a mix of toluene and ethanol, determining the refractive indexes of the pure substances from the mixes and, after distillation of the mixes, their distillates and their residues. The used method allows us to obtain the composition of a binary mix liquid - liquid.
Keywords: Composition, refractive index, pure substance, mix.

1.INTRODUCCIÓN
Cuando un haz de luz que se propaga por un medio ingresa a otro distinto, una parte del haz se refleja mientras que la otra sufre una refracción, que consiste en el cambio de dirección del haz. Para esto se utiliza el llamado índice de refracción del material, que se utiliza para calcular la diferencia entre el ángulo de incidencia y el de refracción del haz (antes y después de ingresaral nuevo material).
El efecto de la refracción se puede observar fácilmente introduciendo una varilla en agua. Se puede ver que parece quebrarse bajo la superficie. En realidad lo que sucede es que la luz reflejada por la varilla (su imagen) cambia de dirección al salir del agua, debido a la diferencia de índices de refracción entre el agua y el aire.
Se utiliza la letra n para representar elíndice de refracción del material, y se calcula por la siguiente fórmula:
n = Co / V
n: índice de refracción del medio en cuestión
Co: velocidad de la luz en el vacío
V: velocidad de la luz en el medio en cuestión
Es decir que es la relación entre la velocidad de la luz en el vacío y en el medio.
Dado que la velocidad de la luz en cualquier medio es siempre menor que en el vacío, el índice derefracción será un número siempre mayor que 1.
En el vacío: n=1
En otro medio: n>1

2. PARTE EXPERIMENTAL
En el balón de un equipo de destilación simple se colocaron 10 mL de tolueno y se determinó su punto de ebullición. A continuación se hicieron mezclas con 10 mL de tolueno y 0,2 0,5 y 1,5 mL de etanol; se determinaron sus puntos de ebullición y sus índices de refracción del residuo ydel destilado. Los índices de refracción se utilizan para obtener las fracciones molares del etanol contenidas en cada una de estas soluciones.
Se determinaron también los índices de refracción del etanol y del tolueno puros, y de las soluciones con pesos conocidos de los líquidos. Para esto se pesaron 1 mL de etanol y se adicionaron 1, 3 y 6 mL de tolueno y se pesaron estas mezclas. Se debióademás determinar el punto de ebullición del etanol puro.
3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
La siguiente tabla muestra los puntos de ebullición y los índices de refracción de las sustancias puras.
Tabla 1. Sustancias puras
Sustancia Teb (C) IR
Tolueno puro 80 1,4981 (16 C)
Etanol puro 64 1,3626 (16 C)
La siguiente tabla muestra las temperaturas de ebullición y los índices derefracción tanto del destilado como del residuo de las primeras mezclas realizadas.
Tabla 2. IRD - IRR de las mezclas
Tolueno Etanol Teb IRD IRR
(mL) (mL) (C)
10 0,2 70 1,494 1,495
10 0,5 62 1,490 1,495
10 1,5 61 1,376 1,493
La siguiente tabla muestra los índices de refracción y los pesos de cada componente de las siguientes...