Equilibrio Liquido Liquido

Informe de Laboratorio: EQUILIBRIO LÍQUIDO LÍQUIDO



1. OBJETIVOS
✓ Determinar la curva binodal para el sistema agua – acetato de etilo – etanol.
✓ Determinar las rectas de reparto para el sistema.
✓ Determinar el coeficiente de distribución del etanol en el sistema en mención.
✓ Comparar los resultados obtenidos con los reportados en las referencias bibliográficas.FUNDAMENTO TEÓRICO

Consideremos un sistema en equilibrio que contiene dos fases líquidas. Supongamos que una de esas fases es un líquido A puro y la otra fase una solución saturada de A en el líquido B. La condición termodinámica para el equilibrio es que el potencial químico de A en la solución, μA, sea igual al del líquido puro, μ˚A , de manera que μA _= μ˚A , es decir,μA - μ˚A = 0 (1)



Paralelamente, en una solución ideal:



μA - μ˚A = RTln xA (2)



Es obvio por la ecuación (2) que RTln xA nunca es cero, a menos que la mezcla de A y B tenga xA = 1, esto es, a menos que la mezcla no contenga B. Si el valor de μA - μ˚A es negativo para todas las composiciones, esto implica que A puro puede transferirse siempre a una solución idealcon disminución de la energía de Gibbs. En consecuencia, las sustancias que forman soluciones ideales son completamente miscibles entre sí.



Para una miscibilidad parcial, el valor de μA - μ˚A correspondiente a una composición intermedia de la solución tiene que ser cero, entonces μA - μ˚A debe seguir una curva discontinua. Los líquidos que solo son parcialmente miscibles formansoluciones que están alejadas del comportamiento ideal.


La regla de las fases para un sistema a presión constante es F = C – P + 1, en la cual F es el número de variables; para un sistema de dos componentes, F = 3 – P; si hay dos fases, se requiere solo una variable para describir el sistema. Si se describe la temperatura en la región de dos fases, la intersección de la línea de unión con lacurva nos da las composiciones de ambas soluciones conjugadas. De forma análoga, la composición de una de las soluciones conjugadas es suficiente para determinar la temperatura y la composición de la otra solución conjugada. Si solo hay una fase presente, F = 2 y debe especificarse tanto la temperatura como la composición de la solución.


En soluciones no ideales, para un componente i enuna mezcla líquida cualquiera, podemos escribir


μi = gi(T,p) + RT lnai (3)


donde gi(T,p) es una función solo de la temperatura y la presión, mientras que ai , la actividad de i, puede ser una función de la temperatura, la presión y la composición. Tal como está, la ecuación (3) no es muy informativa, sin embargo, indica que a temperatura y presión específicas, un aumento en laactividad de una sustancia implica un aumento en el potencial químico de la misma. La equivalencia de la actividad respecto al potencial químico, expresada por una relación como la ecuación (3), es la propiedad fundamental de la actividad. La teoría del equilibrio podría desarrollarse en su totalidad en función de las actividades de las sustancias, en vez de hacerlo en función de sus potencialesquímicos.


Para emplear la ecuación (3), debe describirse con exactitud el significado de la función gi(T,p), con la cual ai tendrá un significado preciso. Hay dos maneras comunes de describir gi(T,p); cada una implica un sistema diferente de actividades. En los dos sistemas se acepta que la actividad de un componente es una medida de su potencial químico.


En el sistema racional deactividades, gi(T,p) se identifica con el potencial químico del liquido puro, μ˚i(T,P):


gi(T,p) = μ˚i(T,P) (4)


Entonces la ecuacion (3) resulta


μi = μ˚i RT lnai (5)


Cuando xi → 1, el sistema se acerca mas a i puro, y μi debe aproximarse a μ˚i, de modo que
μi - μ˚i = 0 cuando xi → 1


Utilizando este hecho en la ecuación (5), tenemos lnai = 0, a...